Forskellen mellem Crystal Field Theory og Ligand Field Theory

Nøgleforskel - Crystal Field Theory vs Ligand Field Theory
 

Crystal field theory og ligand field theory er to teorier i uorganisk kemi, der bruges til at beskrive bindingsmønstre i overgangsmetalkomplekser. Crystal field theory (CFT) betragter virkningen af ​​en forstyrrelse af elektron indeholdende d-orbitaler og deres interaktion med metalkationen, og i CFT betragtes metal-ligand-interaktionen kun som elektrostatisk. Ligand Field Theory (LFT) betragter metal-ligand-interaktionen som en kovalent bindingsinteraktion og afhænger af orienteringen og overlapningen mellem d-orbitaler på metaller og ligand. Dette er den vigtigste forskel mellem krystalfeltteori og Ligand feltteori.

Hvad er Crystal Field Theory?

Crystal Field Theory (CFT) blev foreslået af fysikeren Hans Bethe i 1929, og derefter blev nogle ændringer foreslået af JH Van Vleck i 1935. Denne teori beskriver nogle vigtige egenskaber ved overgangsmetalkomplekser som magnetisme, absorptionsspektre, oxidationstilstande og samordning. CFT betragter grundlæggende interaktionen mellem d-orbitaler i et centralt atom med ligander, og disse ligander betragtes som punktladninger. Ud over, tiltrækningen mellem det centrale metal og ligander i et overgangsmetalkompleks betragtes som rent elektrostatisk.

Octahedral krystalfeltstabiliseringsenergi

Hvad er Ligand Field Theory?

Ligand feltteori giver en mere detaljeret beskrivelse af binding i koordinationsforbindelser. Dette overvejer bindingen mellem metallet og liganden i henhold til koncepterne i koordinationskemien. Denne binding betragtes som en koordineret kovalent binding eller en dativ kovalent binding for at vise, at begge elektroner i bindingen er kommet fra liganden. De grundlæggende principper for krystalfeltteorien ligner nøje dem i molekylær orbital teori.

Ligand-felt-skema, der opsummerer σ-binding i oktaedral-komplekset [Ti (H2O) 6] 3+.

Hvad er forskellen mellem Crystal Field Theory og Ligand Field Theory?

Basale koncepter:

Crystal Field Theory: I henhold til denne teori skyldes samspillet mellem et overgangsmetal og ligander tiltrækningen mellem den negative ladning på de ikke-bindende elektroner i liganden og den positivt ladede metalkation. Med andre ord er samspillet mellem metallet og liganderne rent elektrostatisk.

Ligand feltteori:

• En eller flere orbitaler på liganden overlapper hinanden med en eller flere atomiske orbitaler på metallet.
• Hvis orbitalerne i metal og ligand har lignende energier og kompatible symmetrier, eksisterer der en nettointeraktion.
• Netinteraktion resulterer i et nyt sæt orbitaler, den ene binding og den anden anti-binding i naturen. (En * angiver, at en orbital er anti-binding.)
• Når der ikke er nogen nettointeraktion; de originale atom- og molekylære orbitaler påvirkes ikke, og de er ikke-bindende i naturen hvad angår metal-ligand-interaktionen.
• Binding og anti-binding orbitaler har sigma (σ) eller pi (π) karakter, afhængigt af metalretningen og liganden.

Begrænsninger:

Crystal Field Theory: Crystal field theory har adskillige begrænsninger. Den tager kun højde for det centrale atoms orbitaler; s og p-orbitaler betragtes ikke. Derudover er denne teori ikke i stand til at forklare årsagerne til stor opdeling og den lille opdeling af nogle ligander.

Ligand feltteori: Ligand feltteori har ikke sådanne begrænsninger som i krystalfeltteorien. Det kan betragtes som den udvidede version af krystalfeltteorien.

Applikationer:

Crystal Field Theory: Crystal Field Theory giver værdifuld indsigt i den elektroniske struktur af overgangsmetaller i krystalgitter,

Krystallfeltteori forklarer brud på orbital degeneration i overgangsmetalkomplekser på grund af tilstedeværelsen af ​​ligander. Det beskriver også styrken af ​​metal-ligandbindingerne. Systemets energi ændres baseret på styrken af ​​metal-ligandbindingerne, hvilket kan føre til en ændring i magnetiske egenskaber såvel som farve.

Ligand feltteori: Denne teori vedrører oprindelsen og konsekvenserne af metalligand-interaktioner for at belyse de magnetiske, optiske og kemiske egenskaber af disse forbindelser.

Referencer: "En introduktion til Ligand og Crystal Field Theory" - EveryScience "Crystal Field Theory" Virtual Amrita Laboratories Universaliserende uddannelse. "Ligand feltteori" - Wikipedia "Ligand feltteori" - Encyclopedia Britannica "The Spectrochemical Series" - Universitetet i Vestindien - Institut for kemi "Ligand feltteori" - Brian. N. Figgis - National Laboratory, Upton, NY, USA Image Courtesy: “Crystal Field Splitting 4” Af YanA på den engelske sprog Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia “LFTi (III)” Af Smokefoot på engelsk Wikipedia - Overført fra en.wikipedia til Commons af Sentausa (Public Domain) via Commons Wikimedia