Differenza chiave - Teoria del campo cristallino vs Teoria del campo ligando
La teoria del campo cristallino e la teoria del campo ligando sono due teorie in chimica inorganica che vengono utilizzate per descrivere i modelli di legame nei complessi di metalli di transizione. La teoria del campo cristallino (CFT) considera l'effetto di una perturbazione di elettroni contenenti orbitali d e la loro interazione con il catione metallico e, in CFT, l'interazione metallo-ligando è considerata solo elettrostatica. Ligand Field Theory (LFT) considera l'interazione metallo-ligando come un'interazione di legame covalente e dipende dall'orientamento e dalla sovrapposizione tra gli orbitali d sui metalli e il ligando. Questa è la differenza chiave tra la teoria del campo cristallino e la teoria del campo Ligand.
Cos'è la teoria del campo di cristallo?
La teoria del campo di cristallo (CFT) fu proposta dal fisico Hans Bethe nel 1929 e poi alcune alterazioni furono proposte da JH Van Vleck nel 1935. Questa teoria descrive alcune proprietà importanti dei complessi di metalli di transizione come magnetismo, spettri di assorbimento, stati di ossidazione e coordinazione. CFT considera fondamentalmente l'interazione degli orbitali-d di un atomo centrale con i ligandi e questi ligandi sono considerati come cariche puntiformi. Inoltre, l'attrazione tra il metallo centrale e i ligandi in un complesso di metalli di transizione è considerata puramente elettrostatica.
Energia di stabilizzazione del campo cristallino ottaedrico
Cos'è la teoria dei campi Ligand?
La teoria del campo ligando fornisce una descrizione più dettagliata del legame nei composti di coordinazione. Questo considera il legame tra il metallo e il ligando secondo i concetti nella chimica di coordinazione. Questo legame è considerato come un legame covalente coordinato o un legame covalente dativo per mostrare che entrambi gli elettroni nel legame provengono dal ligando. I principi di base della teoria del campo cristallino sono molto simili a quelli della teoria degli orbitali molecolari.
Schema di campo ligando che riassume il legame σ nel complesso ottaedrico [Ti (H2O) 6] 3+.
Qual è la differenza tra la teoria del campo cristallino e la teoria del campo ligando?
Concetti basilari:
Teoria del campo cristallino: secondo questa teoria, l'interazione tra un metallo di transizione e ligandi è dovuta all'attrazione tra la carica negativa sugli elettroni non leganti del ligando e il catione metallico caricato positivamente. In altre parole, l'interazione tra il metallo e i ligandi è puramente elettrostatica.
Teoria del campo ligando:
- Uno o più orbitali sul ligando si sovrappongono a uno o più orbitali atomici sul metallo.
- Se gli orbitali del metallo e del ligando hanno energie simili e simmetrie compatibili, esiste un'interazione netta.
- L'interazione netta si traduce in una nuova serie di orbitali, uno di legame e l'altro di natura anti-legame. (Un * indica che un orbitale è anti-legame.)
- Quando non c'è interazione netta; gli orbitali atomici e molecolari originali non sono influenzati, e sono di natura non legante per quanto riguarda l'interazione metallo-ligando.
- Gli orbitali di legame e anti-legame hanno carattere sigma (σ) o pi (π), a seconda dell'orientamento del metallo e del ligando.
Limitazioni:
Teoria del campo cristallino: la teoria del campo cristallino ha diversi limiti. Prende in considerazione solo gli orbitali d dell'atomo centrale; gli orbitali se p non sono considerati. Inoltre, questa teoria non riesce a spiegare le ragioni della grande scissione e della piccola scissione di alcuni ligandi.
Teoria del campo ligando: la teoria del campo ligando non ha limitazioni come nella teoria del campo cristallino. Può essere considerata come la versione estesa della teoria del campo cristallino.
Applicazioni:
Teoria del campo cristallino: la teoria del campo cristallino fornisce preziose informazioni sulla struttura elettronica dei metalli di transizione nei reticoli cristallini, La teoria del campo cristallino spiega la rottura della degenerazione orbitale nei complessi di metalli di transizione a causa della presenza di ligandi. Descrive anche la forza dei legami metallo-ligando. L'energia del sistema viene alterata in base alla forza dei legami metallo-ligando, che può portare a un cambiamento nelle proprietà magnetiche e nel colore.
Teoria del campo ligando: questa teoria si occupa delle origini e delle conseguenze delle interazioni metallo-ligando per chiarire le proprietà magnetiche, ottiche e chimiche di questi composti.
