Verschil tussen sterke ligand en zwakke ligand
Share
Belangrijkste verschil - Sterke ligand vs Zwakke ligand
Een ligand is een atoom, ion of een molecuul dat twee van zijn elektronen doneert of deelt via een gecoördineerde covalente binding met een centraal atoom of ion. Het concept van liganden wordt besproken onder coördinatiechemie. Liganden zijn chemische soorten die betrokken zijn bij de vorming van complexen met metaalionen. Vandaar dat ze ook bekend staan als complexvormers. Liganden kunnen monodentaat, tweetandig, drietandig, enz. Zijn, gebaseerd op de denticiteit van het ligand. Denticiteit is het aantal donorgroepen dat aanwezig is in een ligand. Monodentaat betekent dat ligand slechts één donorgroep heeft. Bidentaat betekent dat het twee donorgroepen per molecuul heeft. Er zijn twee hoofdtypen liganden gecategoriseerd op basis van de kristalveldentheorie; sterke liganden (of sterke veldliganden) en zwakke liganden (of zwak-veldliganden). De belangrijk verschil tussen sterke liganden en zwakke liganden is dat het splitsen van orbitalen na binding aan een sterke veldligand veroorzaakt een groter verschil tussen de orbitalen van het hogere en lagere energieniveau, terwijl het splitsen van orbitalen na binding aan een zwak veldligand een kleiner verschil veroorzaakt tussen de orbitalen met het hogere en lagere energieniveau.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is Crystal Field-theorie
3. Wat is sterke ligand
4. Wat is Zwakke ligand
5. Vergelijking zij aan zij - Sterke ligand versus zwakkere ligand in tabelvorm
6. Samenvatting
Wat is Crystal Field Theory?
Kristalveldentheorie kan worden beschreven als een model dat is ontworpen om het breken van degeneraties (elektronenschillen van gelijke energie) van elektron-orbitalen (meestal d of f-orbitalen) te verklaren vanwege het statische elektrische veld dat wordt geproduceerd door een omringend anion of anionen (of liganden). Deze theorie wordt vaak gebruikt om het gedrag van complexen van overgangsmetaalionen aan te tonen. Deze theorie kan de magnetische eigenschappen, kleuren van coördinatiecomplexen, hydratie-enthalpieën, enz. Verklaren.
Theorie:
De interactie tussen het metaalion en liganden is een resultaat van de aantrekking tussen het metaalion met een positieve lading en de negatieve lading van de ongepaarde elektronen van het ligand. Deze theorie is voornamelijk gebaseerd op de veranderingen die optreden in vijf gedegenereerde elektronorbitalen (een metaalatoom heeft vijf d orbitalen). Wanneer een ligand in de buurt van het metaalion komt, liggen de ongepaarde elektronen dichter bij sommige d-orbitalen dan die van andere d-orbitalen van het metaalion. Dit veroorzaakt een verlies van degeneratie. En ook de elektronen in de d-orbitalen stoten de elektronen van het ligand af (omdat beide negatief geladen zijn). Daarom hebben de d-orbitalen die zich dichter bij het ligand bevinden, een hoge energie dan die van andere d-orbitalen. Dit resulteerde in het splitsen van d-orbitalen in hoogenergetische d-orbitalen en laag-energetische d-orbitalen, gebaseerd op de energie.
Sommige factoren die van invloed zijn op deze splitsing zijn; aard van het metaalion, de oxidatietoestand van het metaalion, de rangschikking van liganden rond het centrale metaalion en de aard van liganden. Na het splitsen van deze d-orbitalen op basis van energie, is het verschil tussen de hoge en lage energie d-orbitalen bekend als een kristalveldsplitsingsparameter (Δoktober voor octaedrische complexen).
Figuur 01: Splitspatroon in Octaëdrische complexen
Splitsen patroon: Omdat er vijf d orbitalen zijn, vindt de splitsing plaats in een verhouding van 2: 3. In octaëdrische complexen bevinden twee orbitalen zich in het hoge energieniveau (gezamenlijk bekend als 'bv'), en drie orbitalen bevinden zich op het lagere energieniveau (gezamenlijk bekend als T2G). In tetraëdrische complexen doet zich het tegenovergestelde voor; drie orbitalen bevinden zich in het hogere energieniveau en twee in het lagere energieniveau.
Wat is sterke ligand?
Een sterk ligand of een sterk veldligand is een ligand dat kan resulteren in een hogere kristalveldsplitsing. Dit betekent dat de binding van een sterke veldligand een groter verschil veroorzaakt tussen de orbitalen met een hoger en lager energieniveau. Voorbeelden zijn CN- (cyanideliganden), NO2- (nitro-ligand) en CO (carbonylliganden).
Figuur 02: Low Spin Splitting
Bij de vorming van complexen met deze liganden worden eerst de orbitalen met lagere energie (t2g) volledig gevuld met elektronen voordat ze worden gevuld naar andere orbitalen met een hoog energieniveau (bijv.). De complexen die op deze manier worden gevormd, worden "low-spin-complexen" genoemd.
Wat is Zwakke ligand?
Een zwak ligand of een zwak veldligand is een ligand dat kan resulteren in een lagere kristalveldsplitsing. Dit betekent dat de binding van een zwak veldligand een kleiner verschil veroorzaakt tussen de orbitalen met het hogere en het lagere energieniveau.
Figuur 3: Hoge spinsplitsing
In dit geval, omdat het lage verschil tussen de twee orbitatieniveaus afstotingen tussen elektronen in die energieniveaus veroorzaakt, kunnen de hogere energieorbitalen gemakkelijk worden gevuld met elektronen in vergelijking met die in lage energie orbitalen. De complexen gevormd met deze liganden worden "high spin-complexen" genoemd. Voorbeelden van zwakveldliganden omvatten I- (jodideligand), Br- (bromide ligand), enz.
Wat is het verschil tussen sterke ligand en zwakke ligand?
Sterke ligand versus zwakke ligand | |
| Een sterk ligand of een sterk veldligand is een ligand dat kan resulteren in een hogere kristalveldsplitsing. | Een zwak ligand of een zwak veldligand is een ligand dat kan resulteren in een lagere kristalveldsplitsing. |
| Theorie | |
| Het splitsen na binding van een sterke veldligand veroorzaakt een groter verschil tussen de orbitalen met een hoger en lager energieniveau. | Het splitsen van orbitalen na binding van een ligand van zwak veld veroorzaakt een kleiner verschil tussen de orbitalen met een hoger en lager energieniveau. |
| Categorie | |
| De complexen gevormd met sterke veldliganden worden "low-spin-complexen" genoemd. | De complexen gevormd met zwakke veldliganden worden "high spin-complexen" genoemd. |
Samenvatting - Sterke ligand vs Zwakke ligand
Sterke liganden en zwakke liganden zijn anionen of moleculen die splitsing van d-orbitalen van een metaalion in twee energieniveaus veroorzaken. Het verschil tussen sterke liganden en zwakke liganden is dat het splitsen na binding van een sterk veldligand een groter verschil veroorzaakt tussen de orbitalen met het hogere en het lagere energieniveau, terwijl het splitsen van orbitalen na binding van een zwak veldligand een lager verschil tussen het hogere en het lagere veroorzaakt energieniveau orbitalen.
Referentie:
1.Helmenstine, Anne Marie, D. "Ligand definitie." ThoughtCo, 11 februari 2017. Beschikbaar Hier
2. "Liganden." Chemie LibreTexts, Libretexts, 19 januari 2018. Beschikbaar Hier
3. De redacteuren van Encyclopædia Britannica. "Ligand." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 12 aug. 2010. Beschikbaar Hier
Afbeelding met dank aan:
1.'Octahedraal kristalveld splitsen'door Engelse Wikipedia-gebruiker YanA, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2.'CFT-Low Spin Splitting Diagram-Vector'door Offnfopt, (Public Domain) via Commons Wikimedia
3.'CFT-High Spin Splitting Diagram-Vector'door Offnfopt, referentiebeeld gemaakt door YanA - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
