Mahalagang Pagkakaiba – Malakas na Ligand kumpara sa Mahinang Ligand
Ang ligand ay isang atom, ion, o isang molecule na nag-donate o nagbabahagi ng dalawa sa mga electron nito sa pamamagitan ng coordinate covalent bond na may central atom o ion. Ang konsepto ng mga ligand ay tinalakay sa ilalim ng koordinasyon ng kimika. Ang mga ligand ay mga kemikal na species na kasangkot sa pagbuo ng mga complex na may mga metal ions. Samakatuwid, ang mga ito ay kilala rin bilang mga complexing agent. Ang mga ligand ay maaaring Monodentate, bidentate, tridentate, atbp. batay sa denticity ng ligand. Ang Denticity ay ang bilang ng mga donor group na naroroon sa isang ligand. Ang ibig sabihin ng monodentate ay ang ligand ay may isang donor group lamang. Ang ibig sabihin ng bidentate ay mayroon itong dalawang grupo ng donor bawat isang molekula ng ligand. Mayroong dalawang pangunahing uri ng ligand na ikinategorya batay sa teorya ng crystal field; malakas na ligand (o malakas na ligand ng field) at mahihinang ligand (o mahinang field ligand). Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga malalakas na ligand at mahinang ligand ay ang paghahati ng mga orbital pagkatapos ng pagbubuklod sa isang malakas na ligand ng field ay nagdudulot ng mas mataas na pagkakaiba sa pagitan ng mas mataas at mas mababang mga orbital na antas ng enerhiya samantalang ang paghahati ng mga orbital pagkatapos ng pagbubuklod sa isang mahinang field ligand ay nagdudulot ng mas mababang pagkakaiba. sa pagitan ng mas mataas at mas mababang antas ng enerhiya na mga orbital.
Ano ang Crystal Field Theory?
Ang Crystals field theory ay maaaring ilarawan bilang isang modelo na idinisenyo upang ipaliwanag ang pagkasira ng mga degeneracies (mga shell ng elektron ng pantay na enerhiya) ng mga electron orbital (karaniwan ay d o f orbitals) dahil sa static na electric field na ginawa ng isang nakapaligid na lugar. anion o anion (o mga ligand). Ang teoryang ito ay kadalasang ginagamit upang ipakita ang pag-uugali ng mga transition metal ions complex. Maaaring ipaliwanag ng teoryang ito ang mga magnetic na katangian, mga kulay ng mga complex ng koordinasyon, hydration enthalpies, atbp.
Teorya:
Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng metal ion at ligand ay resulta ng pagkahumaling sa pagitan ng metal na ion na may positibong singil at negatibong singil ng mga hindi magkapares na electron ng ligand. Ang teoryang ito ay pangunahing batay sa mga pagbabagong nagaganap sa limang degenerated electron orbitals (isang metal na atom ay may limang d orbital). Kapag ang isang ligand ay lumalapit sa metal ion, ang mga hindi magkapares na electron ay mas malapit sa ilang d orbital kaysa sa ibang d orbital ng metal ion. Nagdudulot ito ng pagkawala ng pagkabulok. At gayundin, ang mga electron sa d orbitals ay nagtataboy sa mga electron ng ligand (dahil pareho ang negatibong sisingilin). Kaya't ang mga d orbital na mas malapit sa ligand ay may mataas na enerhiya kaysa sa iba pang mga d orbital. Nagreresulta ito sa paghahati ng d orbital sa high energy d orbitals at low energy d orbitals, batay sa enerhiya.
Ang ilang salik na nakakaapekto sa paghahati na ito ay; likas na katangian ng metal ion, ang estado ng oksihenasyon ng metal ion, ang pag-aayos ng mga ligand sa paligid ng gitnang metal ion at ang likas na katangian ng mga ligand. Pagkatapos ng paghahati ng mga d orbital na ito batay sa enerhiya, ang pagkakaiba sa pagitan ng mataas at mababang enerhiya na d orbital ay kilala bilang isang crystal-field splitting parameter (∆oct para sa mga octahedral complex).
Figure 01: Splitting Pattern sa Octahedral Complexes
Splitting pattern: Dahil mayroong limang d orbital, ang paghahati ay nangyayari sa ratio na 2:3. Sa mga octahedral complex, dalawang orbital ang nasa mataas na antas ng enerhiya (sama-samang kilala bilang 'hal.'), at tatlong orbital ang nasa mas mababang antas ng enerhiya (sama-samang kilala bilang t2g). Sa tetrahedral complexes, ang kabaligtaran ay nangyayari; tatlong orbital ang nasa mas mataas na antas ng enerhiya at dalawa sa mas mababang antas ng enerhiya.
Ano ang Strong Ligand?
Ang isang malakas na ligand o isang malakas na ligand ng field ay isang ligand na maaaring magresulta sa mas mataas na paghahati ng field ng kristal. Nangangahulugan ito, ang pagbubuklod ng isang malakas na ligand ng field ay nagdudulot ng mas mataas na pagkakaiba sa pagitan ng mas mataas at mas mababang antas ng mga orbital ng enerhiya. Kasama sa mga halimbawa ang CN– (cyanide ligands), NO2– (nitro ligand) at CO (carbonyl ligand).
Figure 02: Low Spin Splitting
Sa pagbuo ng mga complex na may mga ligand na ito, sa una, ang mas mababang mga orbital ng enerhiya (t2g) ay ganap na napuno ng mga electron bago punan ang anumang iba pang mga orbital na may mataas na antas ng enerhiya (hal). Ang mga complex na nabuo sa ganitong paraan ay tinatawag na "low spin complexes".
Ano ang Weak Ligand?
Ang mahinang ligand o mahinang field ligand ay isang ligand na maaaring magresulta sa mas mababang crystal field na paghahati. Ibig sabihin, ang pagbubuklod ng mahinang field ligand ay nagdudulot ng mas mababang pagkakaiba sa pagitan ng mas mataas at mas mababang antas ng enerhiya na mga orbital.
Figure 3: High Spin Splitting
Sa kasong ito, dahil ang mababang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang antas ng orbital ay nagdudulot ng pagtanggi sa pagitan ng mga electron sa mga antas ng enerhiya na iyon, ang mas mataas na mga orbital ng enerhiya ay madaling mapupunan ng mga electron kapag inihambing doon sa mga orbital na mababa ang enerhiya. Ang mga complex na nabuo sa mga ligand na ito ay tinatawag na "high spin complexes". Kabilang sa mga halimbawa ng mahinang field ligand ang I– (iodide ligand), Br– (bromide ligand), atbp.
Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng Strong Ligand at Weak Ligand?
Strong Ligand vs Weak Ligand |
|
| Ang malakas na ligand o isang malakas na field ligand ay isang ligand na maaaring magresulta sa mas mataas na paghahati ng field ng kristal. | Ang mahinang ligand o mahinang field ligand ay isang ligand na maaaring magresulta sa mas mababang paghahati ng field ng kristal. |
| Teorya | |
| Ang paghahati pagkatapos ng pagbubuklod ng isang malakas na field ligand ay nagdudulot ng mas mataas na pagkakaiba sa pagitan ng mas mataas at mas mababang antas ng enerhiya na mga orbital. | Ang paghahati ng mga orbital pagkatapos ng pagbubuklod ng mahinang field ligand ay nagdudulot ng mas mababang pagkakaiba sa pagitan ng mas mataas at mas mababang antas ng enerhiya na mga orbital. |
| Kategorya | |
| Ang mga complex na nabuo gamit ang malalakas na field ligand ay tinatawag na “low spin complexes”. | Ang mga complex na nabuo gamit ang mahinang field ligand ay tinatawag na “high spin complexes”. |
Buod – Strong Ligand vs Weak Ligand
Ang malalakas na ligand at mahinang ligand ay mga anion o molekula na nagdudulot ng paghahati ng mga d orbital ng isang metal na ion sa dalawang antas ng enerhiya. Ang pagkakaiba sa pagitan ng malalakas na ligand at mahihinang ligand ay ang paghahati pagkatapos ng pagbubuklod ng isang malakas na field ligand ay nagdudulot ng mas mataas na pagkakaiba sa pagitan ng mas mataas at mas mababang antas ng enerhiya na mga orbital samantalang ang paghahati ng mga orbital pagkatapos ng pagbubuklod ng mahinang field ligand ay nagdudulot ng mas mababang pagkakaiba sa pagitan ng mas mataas at mas mababa. mga orbital sa antas ng enerhiya.
