Skillnad mellan kristallfältteori och ligandfältteori

Huvudskillnad - Crystal Field Theory vs Ligand Field Theory

Många forskare och kemister har försökt formulera teorier för att förklara bindningen av samordningsföreningar och för att motivera och förutsäga deras egenskaper. Den första framgångsrika teorin är valensbindningsteorin kom ut på 1930-talet av Linus Pauling. Sedan 1929 föreslog Hans Bethe en ny teori kallad kristallfältteori. Ligandfältteorin är en modifikation av den ursprungliga kristallfältteorin. I början användes kristall- och ligandfältteorierna i stor utsträckning för att förklara koncepten i solid state fysik. Men på 1950-talet började kemister tillämpa dessa teorier på övergångsmetallkomplex. Huvudskillnaden mellan kristallfältteori och ligandfältteori är det kristallfältteori beskriver endast den elektrostatiska interaktionen mellan metalljoner och ligander, medan ligandfältteori anser både elektrostatisk interaktion och kovalent bindning mellan metallen och dess ligand.

Denna artikel förklarar, 

1. Vad är Crystal Field Theory
      - Teori, Ansökan
2. Vad är ligandfältteori
      - Teori, Ansökan
3. Vad är skillnaden mellan Crystal Field Theory och Ligand Field Theory

Vad är Crystal Field Theory

Kristallfältteorin beskriver den elektroniska strukturen av metallkristaller, där de är inneslutna av oxidjoner eller anjoner. Symmetrin hos det elektrostatiska fältet beror på kristallstrukturen. De d orbitalerna av metalljonerna delas av det elektrostatiska fältet och deras energier d orbitaler kan beräknas i form av kristallfältstabiliseringsenergier. Kristallfältteori används för att förstå de magnetiska, termodynamiska, spektroskopiska och kinetiska egenskaperna hos koordinationsmetallkomplexen. De huvudsakliga tre antagandena om kristallfältteori innefattar:

(a) Liganderna betraktas som punktavgifter,

 (b) Ingen interaktion / bindningar mellan orbitaler av metall och ligander

(c) I en fria metalljon, alla delskal av en viss d orbital har lika energi.

Samverkan mellan metalljoner och deras ligander är elektrostatiska i naturen. I denna teori beaktas ingen bindning mellan atomen och övergångsmetallet. På grund av denna begränsning modifieras kristallfältteorin och föreslags som ligandfältteori.

Figur 1: Octahedral splittring

Vad är ligandfältteori?

Ligandfältteorin är en kombination av både kristallfält och molekylära orbitalteorier. Det var först föreslagit kvalitativt av Griffith och Orgel. Ligandfältteori används för att beskriva bindning, orbitalarrangemang och andra viktiga egenskaper hos koordinationsmetallkomplex. Dessutom beskriver den p-bindning och ger mer exakta beräkningar av energinivåer i termer av ligandfältstabiliseringsenergier. Mer exakt används ligandfältteorin för att döma elektrondistributionen bland d orbitaler av metalljoner och deras stereokemiska aktivitet. Beskrivningen av kovalent bindning ses inte i kristallfältteorin. Därför tas ligandfältteori som en mer realistisk modell som kan tillämpas för att beskriva egenskaperna hos koordineringskomplexen.

Figur 2: Ligand-Field-schema som sammanfattar σ-bindning i det oktaedriska komplexet [Ti (H2O) 6] 3+

Skillnad mellan kristallfältteori och ligandfältteori

Definition

Crystal Field Theory: Kristallfältteorin är en teori som beskriver den elektroniska strukturen av metallkristaller.

Ligand Field Theory: Ligandfältteori är en modifiering av kristallfältteori och molekylär orbitalteori.

Fokus

Crystal Field Theory: Krystalfältteori beskriver endast elektrostatiska interaktioner mellan metalljoner och ligander

Ligand Field Theory: Ligandfältteori beskriver både elektrostatiska interaktioner och kovalent bindning mellan metalljoner och ligander.

tillämpningar

Crystal Field Theory: Kristallfältteori tillhandahåller endast elektronisk struktur för övergångsmetaller.

Ligand Field Theory: Ligandfältteori tillhandahåller elektroniska, optiska och bindande egenskaper hos övergångsmetaller.

Realism

Crystal Field Theory: Krystalfältteori är relativt orealistiskt

Ligand Field Theory: Ligandfältteori är mer realistisk än kristallfältteori.

Sammanfattning - Kristallfältteori och ligandfältteori

Kristallfältteorin är ett elektrostatiskt tillvägagångssätt som beskriver de elektroniska energinivåerna som styr de UV-synliga spektra men beskriver inte bindning mellan metalljoner och ligander. Ligandfältteorin är en komplett beskrivning som härrör från kristallfältteori. Till skillnad från kristallfältteori beskriver ligandfältteori bindningen mellan metalljoner och ligander. Detta är skillnaden mellan kristallfältteori och ligandfältteori.

Referens:
1.Dabrowiak, J.C. (2009). Metaller i medicin. John Wiley & Sons.
2.Huheey, J.E., Keiter, E.A., Keiter, R.L., & Medhi, O.K. (2006). Oorganisk kemi: Principer för struktur och reaktivitet. Pearson Utbildning Indien.
3. Sathyanarayana, D. N. (2001). Elektronisk absorptionsspektroskopi och relaterad teknik. Universiteter Press.
4. Dolmella, A., & Bandoli, G. (1993). Oorganisk strukturkemi: Av Ulrich Müller, publicerad av Wiley, Chichester, UK, 1993, 264 sid. Inorganica Chimica Acta, 211 (1), 126.
5.Bothara, K. G. (2008). Oorganisk farmaceutisk kemi. Pragati Books Pvt. Ltd ...

Image Courtesy:
1. "Octahedral kristallfält splittring." Av engelsk Wikipedia användaren YanA (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
2. "LFTi (III)" Av Smokefoot på English Wikipedia - Överförd från en.wikipedia till Commons av Sentausa. (Public Domain) via Commons Wikimeida