تفاوت بین لیگاند قوی و لیگاند ضعیف

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

تفاوت کلیدی – لیگاند قوی در مقابل لیگاند ضعیف

لیگاند یک اتم، یون یا مولکولی است که دو الکترون خود را از طریق یک پیوند کووالانسی مختصات با یک اتم یا یون مرکزی اهدا می کند یا به اشتراک می گذارد. مفهوم لیگاندها تحت شیمی هماهنگی مورد بحث قرار می گیرد. لیگاندها گونه های شیمیایی هستند که در تشکیل کمپلکس با یون های فلزی نقش دارند. از این رو به عنوان عوامل کمپلکس کننده نیز شناخته می شوند. لیگاندها بر اساس چگالی لیگاند می توانند تک دندانه، دو دندانه، سه گانه و غیره باشند. Denticity تعداد گروه های دهنده موجود در لیگاند است. تک دندانه به این معنی است که لیگاند فقط یک گروه دهنده دارد. Bidentate به این معنی است که در هر مولکول لیگاند دو گروه دهنده دارد.دو نوع لیگاند عمده وجود دارد که بر اساس نظریه میدان کریستالی دسته بندی می شوند. لیگاندهای قوی (یا لیگاندهای میدان قوی) و لیگاندهای ضعیف (یا لیگاندهای میدان ضعیف). تفاوت اصلی بین لیگاندهای قوی و لیگاندهای ضعیف در این است که تقسیم اوربیتال ها پس از اتصال به لیگاند میدان قوی باعث تفاوت بیشتر بین اوربیتال های سطح انرژی بالاتر و پایین تر می شود در حالی که شکافتن اوربیتال ها پس از اتصال به لیگاند میدان ضعیف باعث اختلاف کمتری می شود. بین اوربیتال های سطح انرژی بالاتر و پایین تر.

نظریه میدان کریستال چیست؟

نظریه میدان کریستال ها را می توان به عنوان مدلی توصیف کرد که برای توضیح شکستن انحطاط (پوسته الکترونی با انرژی برابر) اوربیتال های الکترونی (معمولا اوربیتال های d یا f) به دلیل میدان الکتریکی ساکن تولید شده توسط محیط اطراف طراحی شده است. آنیون یا آنیون (یا لیگاند). این نظریه اغلب برای نشان دادن رفتار کمپلکس های یون های فلزات واسطه استفاده می شود. این نظریه می تواند خواص مغناطیسی، رنگ های کمپلکس های هماهنگی، آنتالپی های هیدراتاسیون و غیره را توضیح دهد.

نظریه:

برهمکنش بین یون فلز و لیگاندها نتیجه جاذبه بین یون فلزی با بار مثبت و بار منفی الکترونهای جفت نشده لیگاند است. این نظریه عمدتاً مبتنی بر تغییراتی است که در پنج اوربیتال الکترونی منحط رخ می دهد (اتم فلز دارای پنج اوربیتال d است). هنگامی که لیگاند به یون فلز نزدیک می شود، الکترون های جفت نشده به برخی از اوربیتال های d نزدیک تر از سایر اوربیتال های d یون فلزی هستند. این باعث از بین رفتن انحطاط می شود. و همچنین، الکترون‌های موجود در اوربیتال‌های d، الکترون‌های لیگاند را دفع می‌کنند (زیرا هر دو دارای بار منفی هستند). از این رو اوربیتال های d که به لیگاند نزدیک تر هستند نسبت به سایر اوربیتال های d انرژی بالایی دارند. این منجر به تقسیم اوربیتال های d به اوربیتال های پر انرژی d و اوربیتال های کم انرژی d بر اساس انرژی می شود.

برخی از عوامل مؤثر بر این تقسیم عبارتند از: ماهیت یون فلز، حالت اکسیداسیون یون فلز، آرایش لیگاندها در اطراف یون فلز مرکزی و ماهیت لیگاندها.پس از شکافتن این اوربیتال های d بر اساس انرژی، تفاوت بین اوربیتال های پر انرژی d و کم انرژی به عنوان پارامتر تقسیم میدان کریستالی شناخته می شود (∆_{oct برای مجتمع های هشت وجهی).}

شکل 01: الگوی تقسیم در مجتمع های هشت وجهی

الگوی تقسیم: از آنجایی که پنج اوربیتال d وجود دارد، تقسیم به نسبت 2:3 رخ می دهد. در مجتمع‌های هشت‌وجهی، دو اوربیتال در سطح انرژی بالا قرار دارند (که در مجموع به عنوان مثال شناخته می‌شوند)، و سه اوربیتال در سطح انرژی پایین‌تر (مجموعاً به عنوان t2g شناخته می‌شوند). در کمپلکس های چهار وجهی، برعکس اتفاق می افتد. سه اوربیتال در سطح انرژی بالاتر و دو اوربیتال در سطح انرژی پایین تر هستند.

لیگاند قوی چیست؟

لیگاند قوی یا لیگاند میدان قوی لیگاندی است که می تواند منجر به شکافتن میدان کریستالی بالاتر شود.این به این معنی است که اتصال لیگاند میدان قوی باعث اختلاف بیشتر بین اوربیتال های سطح انرژی بالاتر و پایین تر می شود. مثال‌ها شامل CN^– (لیگاندهای سیانید)، NO₂^{– (نیترو لیگاند) و CO (کربونیل) لیگاندها).}

شکل 02: تقسیم اسپین پایین

در تشکیل کمپلکس‌ها با این لیگاندها، ابتدا اوربیتال‌های کم انرژی (t2g) قبل از پر شدن به هر اوربیتال سطح انرژی بالا (مثلاً) با الکترون‌ها پر می‌شوند. کمپلکس‌هایی که به این روش ایجاد می‌شوند «کمپلکس‌های اسپین پایین» نامیده می‌شوند.

لیگاند ضعیف چیست؟

لیگاند ضعیف یا لیگاند میدان ضعیف لیگاندی است که می تواند منجر به شکافتن میدان کریستالی پایین تر شود. این به این معنی است که اتصال لیگاند میدان ضعیف باعث اختلاف کمتر بین اوربیتال‌های سطح انرژی بالاتر و پایین‌تر می‌شود.

شکل 3: تقسیم چرخش زیاد

در این مورد، از آنجایی که اختلاف کم بین دو سطح مداری باعث دافعه بین الکترون‌ها در آن سطوح انرژی می‌شود، اوربیتال‌های انرژی بالاتر در مقایسه با اوربیتال‌های کم انرژی به راحتی با الکترون پر می‌شوند. کمپلکس های تشکیل شده با این لیگاندها "کمپلکس های اسپین بالا" نامیده می شوند. نمونه هایی از لیگاندهای میدان ضعیف عبارتند از I^– (لیگاند یدید)، Br^{– (لیگاند برمید)، و غیره.}

تفاوت بین لیگاند قوی و لیگاند ضعیف چیست؟

لیگاند قوی در برابر لیگاند ضعیف
لیگاند قوی یا لیگاند میدان قوی لیگاندی است که می تواند منجر به شکافتن میدان کریستالی بالاتر شود.	لیگاند ضعیف یا لیگاند میدان ضعیف لیگاندی است که می تواند منجر به شکافتن میدان کریستالی کمتر شود.
نظریه
شکاف پس از اتصال یک لیگاند میدان قوی باعث اختلاف بیشتر بین اوربیتال‌های سطح انرژی بالاتر و پایین‌تر می‌شود.	شکاف اوربیتال ها پس از اتصال لیگاند میدان ضعیف باعث اختلاف کمتر بین اوربیتال های سطح انرژی بالاتر و پایین تر می شود.
دسته
کمپلکس های تشکیل شده با لیگاندهای میدان قوی "کمپلکس های اسپین پایین" نامیده می شوند.	کمپلکس های تشکیل شده با لیگاندهای میدان ضعیف "کمپلکس های اسپین بالا" نامیده می شوند.

خلاصه - لیگاند قوی در مقابل لیگاند ضعیف

لیگاندهای قوی و لیگاندهای ضعیف آنیونها یا مولکولهایی هستند که باعث تقسیم d اوربیتالهای یک یون فلزی به دو سطح انرژی می شوند.تفاوت بین لیگاندهای قوی و لیگاندهای ضعیف در این است که شکافتن پس از اتصال به لیگاند میدان قوی باعث اختلاف بیشتر بین اوربیتال‌های سطح انرژی بالاتر و پایین‌تر می‌شود در حالی که شکافتن اوربیتال‌ها پس از اتصال لیگاند میدان ضعیف باعث اختلاف کمتر بین اوربیتال‌های سطح انرژی بالاتر و پایین‌تر می‌شود. اوربیتال های سطح انرژی.