Unterschied zwischen starkem und schwachem Ligand

Hauptunterschied - starker Ligand vs Schwacher Ligand
 

Ein Ligand ist ein Atom, ein Ion oder ein Molekül, das zwei seiner Elektronen durch eine koordinierte kovalente Bindung mit einem Zentralatom oder -ion spendet oder teilt. Das Konzept der Liganden wird unter Koordinationschemie diskutiert. Liganden sind chemische Spezies, die an der Bildung von Komplexen mit Metallionen beteiligt sind. Daher sind sie auch als Komplexbildner bekannt. Liganden können monodentiert, zweizähnig, dreizähnig usw. sein, basierend auf der Dentizität des Liganden. Dentizität ist die Anzahl der in einem Liganden vorhandenen Donorgruppen. Monodentat bedeutet, dass der Ligand nur eine Donorgruppe hat. Zweizähnig bedeutet, dass es zwei Donorgruppen pro Ligandenmolekül hat. Es gibt zwei Haupttypen von Liganden, die auf der Grundlage der Kristallfeldtheorie kategorisiert werden. starke Liganden (oder starke Feldliganden) und schwache Liganden (oder schwache Feldliganden). Das Hauptunterschied zwischen starken Liganden und schwachen Liganden ist das Die Aufteilung der Orbitale nach der Bindung an einen starken Feldliganden verursacht einen höheren Unterschied zwischen den Orbitalen mit höherem und niedrigerem Energieniveau, wohingegen die Aufteilung von Orbitalen nach der Bindung an einen schwachen Feldliganden einen geringeren Unterschied zwischen den Orbitalen mit höherem und niedrigerem Energieniveau bewirkt.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist die Kristallfeldtheorie?
3. Was ist ein starker Ligand?
4. Was ist schwacher Ligand?
5. Vergleich nebeneinander - Starker Ligand gegen schwachen Ligand in Tabellenform
6. Zusammenfassung

Was ist Kristallfeldtheorie??

Die Kristallfeldtheorie kann als ein Modell beschrieben werden, das das Brechen von Entartungen (Elektronenschalen gleicher Energie) von Elektronenorbitalen (normalerweise d- oder f-Orbitalen) aufgrund des statischen elektrischen Feldes erklären soll, das von einem umgebenden Anion oder Anionen (oder) erzeugt wird Liganden). Diese Theorie wird häufig verwendet, um das Verhalten von Übergangsmetallionen-Komplexen zu demonstrieren. Diese Theorie kann die magnetischen Eigenschaften, Farben von Koordinationskomplexen, Hydratationsenthalpien usw. erklären.

Theorie:

Die Wechselwirkung zwischen dem Metallion und den Liganden ist das Ergebnis der Anziehung zwischen dem Metallion mit einer positiven Ladung und der negativen Ladung der ungepaarten Elektronen des Liganden. Diese Theorie basiert hauptsächlich auf den Veränderungen, die in fünf entarteten Elektronenorbitalen (ein Metallatom hat fünf d-Orbitale) auftritt. Wenn sich ein Ligand dem Metallion nähert, sind die ungepaarten Elektronen einigen d-Orbitalen näher als die anderer d-Orbitale des Metallions. Dies führt zu einem Verlust der Entartung. Außerdem stoßen die Elektronen in den d-Orbitalen die Elektronen des Liganden ab (weil beide negativ geladen sind). Daher haben die d-Orbitale, die sich näher am Liganden befinden, eine hohe Energie als die anderer d-Orbitale. Dies führt zur Aufteilung von d-Orbitalen in d-Orbitale mit hoher Energie und d-Orbitale mit niedriger Energie, basierend auf der Energie.

Einige Faktoren, die diese Aufteilung beeinflussen, sind; Art des Metallions, der Oxidationszustand des Metallions, die Anordnung der Liganden um das zentrale Metallion und die Art der Liganden. Nach der Aufteilung dieser d-Orbitale auf Energiebasis wird die Differenz zwischen den d- Orbitalen mit hoher und niedriger Energie als Kristallfeldaufteilungsparameter (∆.) Bezeichnet_okt für oktaedrische Komplexe).

Abbildung 01: Muster in Oktaeder-Komplexen aufteilen

Spaltmuster: Da es fünf d-Orbitale gibt, erfolgt die Aufteilung in einem Verhältnis von 2: 3. In oktaedrischen Komplexen befinden sich zwei Orbitale auf dem hohen Energieniveau (gemeinsam als 'z.B') und drei Orbitale befinden sich im niedrigeren Energieniveau (gemeinsam als t2g). In tetraedrischen Komplexen tritt das Gegenteil auf; Drei Orbitale befinden sich auf dem höheren Energieniveau und zwei auf dem niedrigeren Energieniveau.

Was ist ein starker Ligand??

Ein starker Ligand oder ein starker Feldligand ist ein Ligand, der zu einer höheren Kristallfeldaufspaltung führen kann. Dies bedeutet, dass die Bindung eines starken Feldliganden einen höheren Unterschied zwischen den Orbitalen mit höherem und niedrigerem Energieniveau bewirkt. Beispiele sind CN^- (Cyanidliganden), NO₂^- (Nitro-Ligand) und CO (Carbonyl-Liganden).

Abbildung 02: Low Spin Splitting

Bei der Bildung von Komplexen mit diesen Liganden werden zuerst die Orbitale mit niedrigerer Energie (t2g) vollständig mit Elektronen gefüllt, bevor sie sich auf andere Orbitale mit hohem Energieniveau (z. B.) füllen. Die auf diese Weise gebildeten Komplexe werden als "Low-Spin-Komplexe" bezeichnet..

Was ist schwacher Ligand??

Ein schwacher Ligand oder ein schwacher Feldligand ist ein Ligand, der zu einer geringeren Kristallfeldaufspaltung führen kann. Dies bedeutet, dass die Bindung eines schwachen Feldliganden einen geringeren Unterschied zwischen den Orbitalen mit höherem und niedrigerem Energieniveau bewirkt.

Abbildung 3: High Spin Splitting

In diesem Fall können, da der geringe Unterschied zwischen den beiden Orbitalniveaus Abstoßungen zwischen Elektronen in diesen Energieniveaus bewirkt, die Orbitale mit höherer Energie leicht mit Elektronen gefüllt werden, wenn sie mit den Orbitalen mit niedriger Energie verglichen werden. Die mit diesen Liganden gebildeten Komplexe werden als "High Spin Complexes" bezeichnet. Beispiele für Schwachfeldliganden umfassen I^- (Iodidligand), Br^- (Bromidligand) usw.

Was ist der Unterschied zwischen starkem Ligand und schwachem Ligand??

Starker Ligand vs. schwacher Ligand
Ein starker Ligand oder ein starker Feldligand ist ein Ligand, der zu einer höheren Kristallfeldaufspaltung führen kann.	Ein schwacher Ligand oder ein schwacher Feldligand ist ein Ligand, der zu einer geringeren Kristallfeldaufspaltung führen kann.
Theorie
Die Aufspaltung nach dem Binden eines starken Feldliganden verursacht einen höheren Unterschied zwischen den Orbitalen mit höherem und niedrigerem Energieniveau.	Die Aufteilung der Orbitale nach der Bindung eines Liganden mit schwachem Feld führt zu einer geringeren Differenz zwischen den Orbitalen mit höherem und niedrigerem Energieniveau.
Kategorie
Die mit starken Feldliganden gebildeten Komplexe werden als "Low-Spin-Komplexe" bezeichnet..	Die mit schwachen Feldliganden gebildeten Komplexe werden als "Hochspin-Komplexe" bezeichnet..

Zusammenfassung - Starker Ligand vs Schwacher Ligand

Starke Liganden und schwache Liganden sind Anionen oder Moleküle, die die Spaltung der Orbitale eines Metallions in zwei Energieniveaus bewirken. Der Unterschied zwischen starken Liganden und schwachen Liganden besteht darin, dass die Aufspaltung nach dem Binden eines starken Feldliganden einen höheren Unterschied zwischen den Orbitalen mit höherem und niedrigerem Energieniveau bewirkt, während die Aufspaltung von Orbitalen nach dem Binden eines schwachen Feldliganden einen geringeren Unterschied zwischen den höheren und den niedrigeren verursacht Orbitale auf Energieniveau.

Referenz:

1.Helmenstine, Anne Marie, D. „Definition von Liganden“. ThoughtCo, 11. Februar 2017. Hier verfügbar  
2. "Liganden". Chemistry LibreTexts, Libretexts, 19. Januar 2018. Hier verfügbar  
3.Die Herausgeber von Encyclopædia Britannica. „Ligand“. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 12. August 2010. Hier verfügbar 

Bildhöflichkeit:

1.'Oktaedrisches Kristallfeldaufspalten 'Durch den englischen Wikipedia-Benutzer YanA, (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia  
2.'CFT-Low Spin Splitting-Diagramm-Vektor'von Offnfopt, (Public Domain) über Commons Wikimedia  
3.'CFT-High Spin Splitting Diagram-Vector'By Offnfopt, von YanA erstelltes Referenzbild - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia