Sự khác biệt chính - Phối hợp mạnh và phối hợp yếu
Phối tử là nguyên tử, ion hoặc phân tử tặng hoặc chia sẻ hai electron của nó thông qua liên kết cộng hóa trị tọa độ với nguyên tử hoặc ion trung tâm. Khái niệm về phối tử được thảo luận dưới sự phối hợp hóa học. Phối tử là những chất hóa học tham gia vào quá trình tạo phức với các ion kim loại. Do đó, chúng còn được gọi là chất tạo phức. Các phối tử có thể là Monodentate, bidentate, tridentate, v.v. dựa trên độ răng của phối tử. Denticity là số lượng các nhóm hiến tặng có trong một phối tử. Monodentate có nghĩa là phối tử chỉ có một nhóm cho. Bidentate có nghĩa là nó có hai nhóm cho trên một phân tử phối tử. Có hai loại phối tử chính được phân loại dựa trên lý thuyết trường tinh thể; phối tử mạnh (hoặc phối tử trường mạnh) và phối tử yếu (hoặc phối tử trường yếu). Sự khác biệt cơ bản giữa phối tử mạnh và phối tử yếu là sự phân tách của các obitan sau khi liên kết với phối tử trường mạnh gây ra sự khác biệt cao hơn giữa các obitan mức năng lượng cao hơn và thấp hơn trong khi sự phân tách của các obitan sau khi liên kết với phối tử trường yếu gây ra sự khác biệt thấp hơn giữa các obitan mức năng lượng cao hơn và thấp hơn.
Lý thuyết Trường Tinh thể là gì?
Lý thuyết trường pha lê có thể được mô tả như là một mô hình được thiết kế để giải thích sự phá vỡ tính thoái hóa (lớp vỏ electron có năng lượng bằng nhau) của các obitan electron (thường là obitan d hoặc f) do điện trường tĩnh do xung quanh tạo ra. anion hoặc các anion (hoặc phối tử). Lý thuyết này thường được sử dụng để chứng minh hoạt động của các phức chất ion kim loại chuyển tiếp. Lý thuyết này có thể giải thích các tính chất từ, màu sắc của phức chất phối trí, entanpi hyđrat hóa, v.v.
Lý thuyết:
Tương tác giữa ion kim loại và phối tử là kết quả của lực hút giữa ion kim loại mang điện tích dương và điện tích âm của các electron chưa ghép đôi của phối tử. Lý thuyết này chủ yếu dựa trên những thay đổi xảy ra trong năm obitan electron bị thoái hóa (một nguyên tử kim loại có năm obitan d). Khi một phối tử đến gần ion kim loại, các electron chưa ghép đôi ở gần một số obitan d hơn các obitan d khác của ion kim loại. Điều này làm mất đi sự thoái hóa. Và đồng thời, các electron trong obitan d đẩy các electron của phối tử (vì cả hai đều mang điện âm). Do đó các obitan d gần phối tử có năng lượng cao hơn các obitan d khác. Điều này dẫn đến sự phân tách các obitan d thành obitan d năng lượng cao và obitan d năng lượng thấp, dựa trên năng lượng.
Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phân tách này là; bản chất của ion kim loại, trạng thái oxi hóa của ion kim loại, sự sắp xếp của các phối tử xung quanh ion kim loại trung tâm và bản chất của các phối tử. Sau khi tách các obitan d này dựa trên năng lượng, sự khác biệt giữa obitan d năng lượng cao và thấp được gọi là tham số tách trường tinh thể (∆octđối với phức bát diện).
Hình 01: Mô hình phân tách trong Phức hợp Bát diện
Kiểu phân tách: Vì có năm obitan d nên sự phân tách xảy ra theo tỷ lệ 2: 3. Trong phức chất bát diện, hai obitan ở mức năng lượng cao (gọi chung là ‘ví dụ’), và ba obitan ở mức năng lượng thấp hơn (gọi chung là t2g). Trong phức chất tứ diện, điều ngược lại xảy ra; ba obitan ở mức năng lượng cao hơn và hai obitan ở mức năng lượng thấp hơn.
Phối tử mạnh là gì?
Phối tử mạnh hoặc phối tử trường mạnh là phối tử có thể dẫn đến tách trường tinh thể cao hơn. Điều này có nghĩa là, sự liên kết của phối tử trường mạnh gây ra sự khác biệt cao hơn giữa các obitan mức năng lượng cao hơn và thấp hơn. Các ví dụ bao gồm CN-(phối tử xianua), NO2-(phối tử nitro) và CO (cacbonyl phối tử).
Hình 02: Tách Spin thấp
Trong sự hình thành phức chất với các phối tử này, lúc đầu, các obitan năng lượng thấp hơn (t2g) được lấp đầy hoàn toàn bởi các electron trước khi điền vào bất kỳ obitan mức năng lượng cao nào khác (ví dụ). Các phức chất được hình thành theo cách này được gọi là "phức chất spin thấp".
Dây nối yếu là gì?
Phối tử yếu hoặc phối tử trường yếu là phối tử có thể dẫn đến tách trường tinh thể thấp hơn. Điều này có nghĩa là, sự liên kết của phối tử trường yếu gây ra sự khác biệt thấp hơn giữa các obitan mức năng lượng cao hơn và thấp hơn.
Hình 3: Tách Spin cao
Trong trường hợp này, vì sự chênh lệch thấp giữa hai mức quỹ đạo gây ra lực đẩy giữa các electron trong các mức năng lượng đó, các obitan năng lượng cao hơn có thể dễ dàng lấp đầy các electron khi so sánh với các obitan năng lượng thấp. Các phức chất được tạo thành với các phối tử này được gọi là “phức chất spin cao”. Ví dụ về phối tử trường yếu bao gồm I-(phối tử iot), Br-(phối tử brom), v.v.
Sự khác biệt giữa phối tử mạnh và phối tử yếu là gì?
Dây chằng mạnh so với Dây chằng yếu |
|
| Phối tử mạnh hoặc phối tử trường mạnh là phối tử có thể dẫn đến tách trường tinh thể cao hơn. | Phối tử yếu hoặc phối tử trường yếu là phối tử có thể dẫn đến tách trường tinh thể thấp hơn. |
| Lý thuyết | |
| Sự phân tách sau khi liên kết phối tử trường mạnh gây ra sự chênh lệch cao hơn giữa các obitan mức năng lượng cao hơn và thấp hơn. | Sự phân tách của các obitan sau khi liên kết với phối tử trường yếu gây ra sự khác biệt thấp hơn giữa các obitan mức năng lượng cao hơn và thấp hơn. |
| Thể loại | |
| Các phức chất được tạo thành với phối tử trường mạnh được gọi là "phức chất spin thấp". | Các phức chất được tạo thành với phối tử trường yếu được gọi là "phức chất spin cao". |
Tóm tắt - Dây chằng mạnh vs Dây chằng yếu
Phối tử mạnh và phối tử yếu là các anion hoặc phân tử gây ra sự phân tách các obitan d của ion kim loại thành hai mức năng lượng. Sự khác biệt giữa phối tử mạnh và phối tử yếu là sự tách ra sau khi liên kết với phối tử trường mạnh gây ra sự khác biệt cao hơn giữa các obitan mức năng lượng cao hơn và thấp hơn trong khi sự phân tách của các obitan sau khi liên kết với phối tử trường yếu gây ra sự khác biệt thấp hơn giữa các obitan cao hơn và thấp hơn obitan cấp năng lượng.
