Hauptunterschied - Kristallfeldtheorie vs. Ligandenfeldtheorie
Kristallfeldtheorie und Ligandenfeldtheorie sind zwei Theorien in der anorganischen Chemie, mit denen die Bindungsmuster in Übergangsmetallkomplexen beschrieben werden. Die Kristallfeldtheorie (CFT) berücksichtigt den Effekt einer Störung elektronenhaltiger d-Orbitale und deren Wechselwirkung mit dem Metallkation. In der CFT wird die Metall-Ligand-Wechselwirkung nur als elektrostatisch angesehen. Die Ligandenfeldtheorie (LFT) betrachtet die Metall-Ligand-Wechselwirkung als kovalente Bindungswechselwirkung und hängt von der Orientierung und der Überlappung zwischen den d-Orbitalen auf den Metallen und dem Liganden ab. Dies ist der Hauptunterschied zwischen der Kristallfeldtheorie und der Ligandenfeldtheorie.
Was ist Kristallfeldtheorie?
Die Kristallfeldtheorie (CFT) wurde 1929 vom Physiker Hans Bethe vorgeschlagen, und dann wurden 1935 einige Änderungen von JH Van Vleck vorgeschlagen. Diese Theorie beschreibt einige wichtige Eigenschaften von Übergangsmetallkomplexen wie Magnetismus, Absorptionsspektren, Oxidationsstufen und Koordinierung. CFT berücksichtigt grundsätzlich die Wechselwirkung von d-Orbitalen eines Zentralatoms mit Liganden, und diese Liganden werden als Punktladungen betrachtet. Darüber hinaus wird die Anziehung zwischen dem Zentralmetall und den Liganden in einem Übergangsmetallkomplex als rein elektrostatisch angesehen.
Oktaedrische Kristallfeldstabilisierungsenergie
Was ist Ligandenfeldtheorie?
Die Ligandenfeldtheorie liefert eine detailliertere Beschreibung der Bindung in Koordinationsverbindungen. Dies berücksichtigt die Bindung zwischen dem Metall und dem Liganden gemäß den Konzepten in der Koordinationschemie. Diese Bindung wird als koordinierte kovalente Bindung oder als dative kovalente Bindung betrachtet, um zu zeigen, dass beide Elektronen in der Bindung vom Liganden stammen. Die Grundprinzipien der Kristallfeldtheorie sind denen der Molekülorbitaltheorie sehr ähnlich.
Ligandenfeldschema, das die σ-Bindung im oktaedrischen Komplex [Ti (H2O) 6] 3+ zusammenfasst.
Was ist der Unterschied zwischen Kristallfeldtheorie und Ligandenfeldtheorie?
Grundlegendes Konzept:
Kristallfeldtheorie: Nach dieser Theorie beruht die Wechselwirkung zwischen einem Übergangsmetall und Liganden auf der Anziehungskraft zwischen der negativen Ladung der nichtbindenden Elektronen des Liganden und dem positiv geladenen Metallkation. Mit anderen Worten ist die Wechselwirkung zwischen dem Metall und den Liganden rein elektrostatisch.
Ligandenfeldtheorie:
- Ein oder mehrere Orbitale auf dem Liganden überlappen sich mit einem oder mehreren Atomorbitalen auf dem Metall.
- Wenn die Orbitale des Metalls und des Liganden ähnliche Energien und kompatible Symmetrien aufweisen, besteht eine Nettowechselwirkung.
- Die Nettowechselwirkung führt zu einem neuen Satz von Orbitalen, von denen eine Bindung und die andere Anti-Bindung in der Natur sind. (Ein * zeigt an, dass ein Orbital anti-bindend ist.)
- Wenn es keine Nettointeraktion gibt; Die ursprünglichen Atom- und Molekülorbitale sind nicht betroffen und in Bezug auf die Metall-Ligand-Wechselwirkung nicht bindend.
- Bindungs- und Anti-Bindungsorbitale haben je nach Orientierung des Metalls und des Liganden Sigma- (σ) oder pi (π) -Charakter.
Einschränkungen:
Kristallfeldtheorie: Die Kristallfeldtheorie weist mehrere Einschränkungen auf. Es werden nur die d-Orbitale des Zentralatoms berücksichtigt; Die s- und p-Orbitale werden nicht berücksichtigt. Darüber hinaus kann diese Theorie die Gründe für die große Aufspaltung und die kleine Aufspaltung einiger Liganden nicht erklären.
Ligandenfeldtheorie: Die Ligandenfeldtheorie unterliegt keinen Einschränkungen wie in der Kristallfeldtheorie. Es kann als erweiterte Version der Kristallfeldtheorie betrachtet werden.
Anwendungen:
Kristallfeldtheorie: Die Kristallfeldtheorie liefert wertvolle Einblicke in die elektronische Struktur von Übergangsmetallen in Kristallgittern.
Die Kristallfeldtheorie erklärt das Aufbrechen der Orbitalentartung in Übergangsmetallkomplexen aufgrund der Anwesenheit von Liganden. Es beschreibt auch die Stärke der Metall-Ligand-Bindungen. Die Energie des Systems wird basierend auf der Stärke der Metall-Ligand-Bindungen geändert, was zu einer Änderung der magnetischen Eigenschaften sowie der Farbe führen kann.
Ligandenfeldtheorie: Diese Theorie befasst sich mit den Ursprüngen und Konsequenzen von Metall-Ligand-Wechselwirkungen, um die magnetischen, optischen und chemischen Eigenschaften dieser Verbindungen aufzuklären.
