Ключевая разница - теория кристаллического поля против теории поля лиганда
Теория кристаллического поля и теория поля лиганда - это две теории неорганической химии, которые используются для описания моделей связывания в комплексах переходных металлов. Теория кристаллического поля (CFT) рассматривает эффект возмущения d-орбиталей, содержащих электроны, и их взаимодействие с катионом металла, а в CFT взаимодействие металл-лиганд рассматривается только как электростатическое. Теория поля лиганда (LFT) рассматривает взаимодействие металл-лиганд как взаимодействие ковалентной связи и зависит от ориентации и перекрытия между d-орбиталями на металлах и лиганде. В этом ключевое различие между теорией кристаллического поля и теорией поля Лиганда.
Что такое теория кристаллического поля?
Теория кристаллического поля (CFT) была предложена физиком Гансом Бете в 1929 году, а затем некоторые изменения были предложены Дж. Х. Ван Флеком в 1935 году. Эта теория описывает некоторые важные свойства комплексов переходных металлов, такие как магнетизм, спектры поглощения, степени окисления и координации. CFT в основном рассматривает взаимодействие d-орбиталей центрального атома с лигандами, и эти лиганды рассматриваются как точечные заряды. Кроме того, притяжение между центральным металлом и лигандами в комплексе переходного металла считается чисто электростатическим.
Энергия стабилизации октаэдрического кристаллического поля
Что такое теория лигандного поля?
Теория поля лигандов дает более подробное описание связи в координационных соединениях. При этом рассматривается связь между металлом и лигандом в соответствии с представлениями координационной химии. Эта связь считается скоординированной ковалентной связью или дательной ковалентной связью, чтобы показать, что оба электрона в связи исходят от лиганда. Основные принципы теории кристаллического поля очень похожи на принципы теории молекулярных орбиталей.
Схема лиганд-поля, суммирующая σ-связь в октаэдрическом комплексе [Ti(H2O)6]3+.
В чем разница между теорией кристаллического поля и теорией лигандного поля?
Основные понятия:
Теория кристаллического поля: Согласно этой теории, взаимодействие между переходным металлом и лигандами происходит из-за притяжения между отрицательным зарядом несвязывающих электронов лиганда и положительно заряженным катионом металла. Другими словами, взаимодействие между металлом и лигандами носит чисто электростатический характер.
Теория поля лигандов:
- Одна или несколько орбиталей лиганда перекрываются с одной или несколькими атомными орбиталями металла.
- Если орбитали металла и лиганда имеют одинаковую энергию и совместимую симметрию, существует чистое взаимодействие.
- Чистое взаимодействие приводит к новому набору орбиталей, одна из которых связывает, а другая разрыхляет связи в природе. (Значокуказывает на то, что орбиталь является антисвязывающей.)
- Когда нет сетевого взаимодействия; исходные атомные и молекулярные орбитали не затрагиваются, и они не являются связывающими по своей природе в отношении взаимодействия металл-лиганд.
- Связывающие и разрыхляющие орбитали имеют сигма (σ) или пи (π) характер, в зависимости от ориентации металла и лиганда.
Ограничения:
Теория кристаллического поля: Теория кристаллического поля имеет несколько ограничений. Он учитывает только d-орбитали центрального атома; s- и p-орбитали не учитываются. Кроме того, эта теория не может объяснить причины большого расщепления и малого расщепления некоторых лигандов.
Теория поля лигандов: Теория поля лигандов не имеет таких ограничений, как в теории кристаллического поля. Ее можно рассматривать как расширенную версию теории кристаллического поля.
Применения:
Теория кристаллического поля: Теория кристаллического поля дает ценную информацию об электронной структуре переходных металлов в кристаллических решетках, Теория кристаллического поля объясняет нарушение орбитального вырождения в комплексах переходных металлов из-за присутствия лигандов. Он также описывает прочность связей металл-лиганд. Энергия системы изменяется в зависимости от прочности связей металл-лиганд, что может привести к изменению магнитных свойств, а также цвета.
Теория поля лиганда: эта теория касается происхождения и последствий взаимодействий металл-лиганд для выяснения магнитных, оптических и химических свойств этих соединений.
