Peamine erinevus – kristallivälja teooria vs ligandivälja teooria
Kristallivälja teooria ja ligandivälja teooria on kaks anorgaanilise keemia teooriat, mida kasutatakse siirdemetallikomplekside sidumismustrite kirjeldamiseks. Kristallvälja teooria (CFT) käsitleb elektrone sisaldavate d-orbitaalide häirimise mõju ja nende interaktsiooni metalli katiooniga ning CFT-s peetakse metalli ja ligandi interaktsiooni ainult elektrostaatiliseks. Ligand Field Theory (LFT) käsitleb metalli-ligandi interaktsiooni kovalentse sideme interaktsioonina ja see sõltub orientatsioonist ja metallide ja ligandi d-orbitaalide kattumisest. See on peamine erinevus kristallivälja teooria ja ligandivälja teooria vahel.
Mis on kristallivälja teooria?
Crystal Field Theory (CFT) pakkus välja füüsik Hans Bethe 1929. aastal ja seejärel tegi mõned muudatused J. H. Van Vleck 1935. aastal. See teooria kirjeldab mõningaid siirdemetallikomplekside olulisi omadusi, nagu magnetism, neeldumisspektrid., oksüdatsiooniastmed ja koordinatsioon. CFT arvestab põhimõtteliselt keskse aatomi d-orbitaalide interaktsiooni ligandidega ja neid ligande käsitletakse punktlaengutena. Lisaks peetakse siirdemetallikompleksi keskse metalli ja ligandide vahelist külgetõmmet puht alt elektrostaatiliseks.
Oktaeedrilise kristallivälja stabiliseerimisenergia
Mis on ligandivälja teooria?
Ligandivälja teooria annab koordinatsiooniühendite sidumise üksikasjalikuma kirjelduse. See arvestab metalli ja ligandi vahelist sidet vastav alt koordinatsioonikeemia kontseptsioonidele. Seda sidet peetakse koordineeritud kovalentseks sidemeks või datiivseks kovalentseks sidemeks, mis näitab, et mõlemad sideme elektronid on pärit ligandist. Kristallivälja teooria põhiprintsiibid on väga sarnased molekulaarorbita alteooria omadega.
Ligand-välja skeem, mis võtab kokku σ-sideme oktaeedrilises kompleksis [Ti(H2O)6]3+.
Mis vahe on kristallivälja teoorial ja ligandivälja teoorial?
Põhimõisted:
Kristallivälja teooria: selle teooria kohaselt on siirdemetalli ja ligandide interaktsioon tingitud ligandi mittesiduvate elektronide negatiivse laengu ja positiivselt laetud metallikatiooni vahelisest külgetõmbest. Teisisõnu on metalli ja ligandide vaheline interaktsioon puht alt elektrostaatiline.
Ligandivälja teooria:
- Üks või mitu orbitaali ligandil kattuvad ühe või mitme aatomorbitaaliga metallil.
- Kui metalli ja ligandi orbitaalidel on sarnased energiad ja ühilduvad sümmeetriad, eksisteerib neto vastasmõju.
- Neto interaktsiooni tulemuseks on uus orbitaalide komplekt, millest üks ühendab ja teine vastane on looduses. (näitab, et orbitaal on sidumisvastane.)
- Kui netinteraktsiooni pole; algsed aatomi- ja molekulaarorbitaalid ei ole mõjutatud ning nad on metalli ja ligandi vastasmõju osas mittesiduvad.
- Sidumis- ja sidumisvastastel orbitaalidel on olenev alt metalli ja ligandi orientatsioonist sigma (σ) või pi (π) märk.
Piirangud:
Kristallivälja teooria: Kristallivälja teoorial on mitmeid piiranguid. See võtab arvesse ainult keskaatomi d-orbitaale; s- ja p-orbitaale ei võeta arvesse. Lisaks ei suuda see teooria selgitada mõne ligandi suure lõhenemise ja väikese lõhenemise põhjuseid.
Ligandivälja teooria: ligandivälja teoorial ei ole selliseid piiranguid kui kristallivälja teoorial. Seda võib pidada kristallivälja teooria laiendatud versiooniks.
Rakendused:
Kristallivälja teooria: Kristallivälja teooria annab väärtuslikku teavet siirdemetallide elektroonilise struktuuri kohta kristallvõredes, Kristallide väljateooria selgitab orbiidi degeneratsiooni katkemist siirdemetallikompleksides ligandide olemasolu tõttu. See kirjeldab ka metall-ligandi sidemete tugevust. Süsteemi energiat muudetakse metall-ligandi sidemete tugevuse alusel, mis võib viia magnetiliste omaduste ja värvi muutumiseni.
Ligandivälja teooria: see teooria käsitleb metalli ja ligandi interaktsiooni päritolu ja tagajärgi, et selgitada nende ühendite magnetilisi, optilisi ja keemilisi omadusi.
