Belangrijkste verschil - Crystal Field Theory vs Ligand Field Theory
Kristalveldtheorie en ligandveldentheorie zijn twee theorieën in de anorganische chemie die worden gebruikt om de bindingspatronen in overgangsmetaalcomplexen te beschrijven. Kristalveldtheorie (CFT) beschouwt het effect van een verstoring van elektronen bevattende d-orbitalen en hun interactie met het metaalkation en, in CFT, wordt de metaal-ligand interactie alleen als elektrostatisch beschouwd. Ligand Field Theory (LFT) beschouwt de metaal-ligand interactie als een covalente bindingsinteractie en hangt af van de oriëntatie en de overlap tussen de d-orbitalen op de metalen en de ligand. Dit is het belangrijkste verschil tussen kristalveldtheorie en Ligandveldtheorie.
Wat is Crystal Field Theory?
Crystal Field Theory (CFT) werd voorgesteld door de fysicus Hans Bethe in 1929, en vervolgens werden enkele wijzigingen voorgesteld door JH Van Vleck in 1935. Deze theorie beschrijft enkele belangrijke eigenschappen van overgangsmetaalcomplexen zoals magnetisme, absorptiespectra, oxidatietoestanden en coördinatie. CFT beschouwt in feite de interactie van d-orbitalen van een centraal atoom met liganden en deze liganden worden beschouwd als puntladingen. Bovendien wordt de aantrekkingskracht tussen het centrale metaal en liganden in een overgangsmetaalcomplex als puur elektrostatisch beschouwd.
Octaëdrische kristalveldstabilisatie-energie
Wat is de ligandveldtheorie?
Ligandveldtheorie geeft een meer gedetailleerde beschrijving van binding in coördinatieverbindingen. Dit beschouwt de binding tussen het metaal en de ligand volgens de concepten in de coördinatiechemie. Deze binding wordt beschouwd als een gecoördineerde covalente binding of een datieve covalente binding om aan te tonen dat beide elektronen in de binding afkomstig zijn van de ligand. De basisprincipes van de kristalveldtheorie lijken sterk op die in de moleculaire orbitaaltheorie.
Ligand-Field-schema dat de σ-binding in het octaëdrische complex [Ti (H2O) 6] 3+ samenvat.
Wat is het verschil tussen Crystal Field Theory en Ligand Field Theory?
Basisconcepten:
Kristalveldtheorie: Volgens deze theorie is de interactie tussen een overgangsmetaal en liganden het gevolg van de aantrekkingskracht tussen de negatieve lading op de niet-bindende elektronen van de ligand en het positief geladen metaalkation. Met andere woorden, de interactie tussen het metaal en de liganden is puur elektrostatisch.
Ligand veldtheorie:
- Een of meer orbitalen op het ligand overlappen met een of meer atomaire orbitalen op het metaal.
- Als de orbitalen van het metaal en de ligand vergelijkbare energieën en compatibele symmetrieën hebben, bestaat er een netto-interactie.
- De netto-interactie resulteert in een nieuwe reeks orbitalen, de ene binding en de andere anti-binding in de natuur. (Een * geeft aan dat een orbitaal anti-bonding is.)
- Als er geen netto-interactie is; de oorspronkelijke atomaire en moleculaire orbitalen worden niet beïnvloed, en ze zijn niet-bindend van aard wat betreft de metaal-ligand-interactie.
- Bindende en anti-bindende orbitalen hebben een sigma (σ) of pi (π) karakter, afhankelijk van de oriëntatie van het metaal en de ligand.
Beperkingen:
Kristalveldtheorie: Kristalveldtheorie heeft verschillende beperkingen. Het houdt alleen rekening met de d-orbitalen van het centrale atoom; de s- en p-orbitalen worden niet in aanmerking genomen. Bovendien kan deze theorie de redenen voor grote splitsing en de kleine splitsing van sommige liganden niet verklaren.
Ligandveldtheorie: Ligandveldtheorie kent niet zulke beperkingen als in de kristalveldtheorie. Het kan worden beschouwd als de uitgebreide versie van de kristalveldtheorie.
Toepassingen:
Crystal Field Theory: Crystal Field Theory biedt waardevolle inzichten in de elektronische structuur van overgangsmetalen in kristalroosters, Kristalveldtheorie verklaart het breken van orbitale degeneratie in overgangsmetaalcomplexen door de aanwezigheid van liganden. Het beschrijft ook de sterkte van de metaal-ligandbindingen. De energie van het systeem wordt gewijzigd op basis van de sterkte van de metaal-ligandbindingen, wat kan leiden tot een verandering in magnetische eigenschappen en in kleur.
Ligandveldtheorie: Deze theorie houdt zich bezig met de oorsprong en gevolgen van metaal-ligand-interacties om de magnetische, optische en chemische eigenschappen van deze verbindingen op te helderen.
