Hauptunterschied – Kristallfeldtheorie vs. Ligandenfeldtheorie
Kristallfeldtheorie und Ligandenfeldtheorie sind zwei Theorien in der anorganischen Chemie, die verwendet werden, um die Bindungsmuster in Übergangsmetallkomplexen zu beschreiben. Die Kristallfeldtheorie (CFT) berücksichtigt den Effekt einer Störung elektronenh altiger d-Orbitale und deren Wechselwirkung mit dem Metallkation, und in der CFT wird die Metall-Ligand-Wechselwirkung nur als elektrostatisch betrachtet. Die Ligandenfeldtheorie (LFT) betrachtet die Metall-Ligand-Wechselwirkung als eine kovalente Bindungswechselwirkung und hängt von der Orientierung und der Überlappung zwischen den d-Orbitalen an den Metallen und dem Liganden ab. Dies ist der Hauptunterschied zwischen der Kristallfeldtheorie und der Ligandenfeldtheorie.
Was ist die Kristallfeldtheorie?
Kristallfeldtheorie (CFT) wurde 1929 vom Physiker Hans Bethe vorgeschlagen, und 1935 wurden einige Änderungen von J. H. Van Vleck vorgeschlagen. Diese Theorie beschreibt einige wichtige Eigenschaften von Übergangsmetallkomplexen wie Magnetismus, Absorptionsspektren, Oxidationsstufen und Koordination. CFT betrachtet grundsätzlich die Wechselwirkung von d-Orbitalen eines Zentralatoms mit Liganden und diese Liganden werden als Punktladungen betrachtet. Außerdem wird die Anziehung zwischen dem Zentralmetall und den Liganden in einem Übergangsmetallkomplex als rein elektrostatisch betrachtet.
Oktaedrische Kristallfeldstabilisierungsenergie
Was ist die Ligandenfeldtheorie?
Die Ligandenfeldtheorie bietet eine detailliertere Beschreibung der Bindung in Koordinationsverbindungen. Diese berücksichtigt die Bindung zwischen dem Metall und dem Liganden nach den Konzepten der Koordinationschemie. Diese Bindung wird als koordinierte kovalente Bindung oder dative kovalente Bindung betrachtet, um zu zeigen, dass beide Elektronen in der Bindung vom Liganden stammen. Die Grundprinzipien der Kristallfeldtheorie sind denen der Molekülorbit altheorie sehr ähnlich.
Ligand-Field-Schema, das die σ-Bindung im oktaedrischen Komplex [Ti(H2O)6]3+ zusammenfasst.
Was ist der Unterschied zwischen der Kristallfeldtheorie und der Ligandenfeldtheorie?
Grundlegende Konzepte:
Kristallfeldtheorie: Nach dieser Theorie beruht die Wechselwirkung zwischen einem Übergangsmetall und Liganden auf der Anziehung zwischen der negativen Ladung der nichtbindenden Elektronen des Liganden und dem positiv geladenen Metallkation. Mit anderen Worten, die Wechselwirkung zwischen dem Metall und den Liganden ist rein elektrostatisch.
Ligandenfeldtheorie:
- Ein oder mehrere Orbitale des Liganden überlappen mit einem oder mehreren Atomorbitalen des Metalls.
- Wenn die Orbitale des Metalls und des Liganden ähnliche Energien und kompatible Symmetrien haben, liegt eine Nettowechselwirkung vor.
- Die Nettowechselwirkung führt zu einem neuen Satz von Orbitalen, von denen das eine bindend und das andere antibindend ist. (Einzeigt an, dass ein Orbital antibindend ist.)
- Wenn es keine Netzinteraktion gibt; die ursprünglichen Atom- und Molekülorbitale werden nicht beeinflusst und sind in Bezug auf die Metall-Ligand-Wechselwirkung nicht bindender Natur.
- Bindungs- und antibindende Orbitale haben je nach Orientierung des Metalls und des Liganden Sigma- (σ) oder Pi- (π) Charakter.
Einschränkungen:
Kristallfeldtheorie: Die Kristallfeldtheorie hat mehrere Einschränkungen. Es berücksichtigt nur die d-Orbitale des Zentralatoms; die s- und p-Orbitale werden nicht berücksichtigt. Außerdem erklärt diese Theorie nicht die Gründe für die große Aufsp altung und die kleine Aufsp altung einiger Liganden.
Ligandenfeldtheorie: Die Ligandenfeldtheorie hat keine solchen Einschränkungen wie die Kristallfeldtheorie. Sie 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 verändert, was zu einer Änderung der magnetischen Eigenschaften sowie der Farbe führen kann.
Ligandenfeldtheorie: Diese Theorie befasst sich mit den Ursprüngen und Folgen von Metall-Ligand-Wechselwirkungen, um die magnetischen, optischen und chemischen Eigenschaften dieser Verbindungen aufzuklären.
