Differenza chiave – Teoria del campo di cristallo vs Teoria del campo di ligando
La teoria del campo cristallino e la teoria del campo del ligando sono due teorie della chimica inorganica utilizzate per descrivere i modelli di legame nei complessi dei metalli di transizione. La teoria del campo cristallino (CFT) considera l'effetto di una perturbazione di elettroni contenenti d-orbitali e la loro interazione con il catione metallico e, in CFT, l'interazione metallo-ligando è considerata solo elettrostatica. La teoria del campo del ligando (LFT) considera l'interazione metallo-legante 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 fondamentale tra la teoria dei campi cristallini e la teoria dei campi dei ligandi.
Cos'è la teoria del campo di cristallo?
Crystal Field Theory (CFT) è stata proposta dal fisico Hans Bethe nel 1929, e poi alcune alterazioni sono state proposte da JH Van Vleck nel 1935. Questa teoria descrive alcune importanti proprietà dei complessi dei metalli di transizione come il magnetismo, gli spettri di assorbimento, stati di ossidazione e coordinazione. La CFT fondamentalmente considera l'interazione degli orbitali d di un atomo centrale con i ligandi e questi ligandi sono considerati cariche puntiformi. Inoltre, l'attrazione tra il metallo centrale e i leganti in un complesso di metalli di transizione è considerata puramente elettrostatica.
Energia di stabilizzazione del campo cristallino ottaedrico
Cos'è la teoria del campo del ligando?
La teoria del campo dei ligandi fornisce una descrizione più dettagliata del legame nei composti di coordinazione. Questo considera il legame tra il metallo e il legante secondo i concetti della chimica di coordinazione. Questo legame è considerato 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 dei campi cristallini sono molto simili a quelli della teoria degli orbitali molecolari.
Schema Ligand-Field che riassume il legame σ nel complesso ottaedrico [Ti(H2O)6]3+.
Qual è la differenza tra la teoria dei campi di cristallo e quella dei ligandi?
Concetti di base:
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 leganti è puramente elettrostatica.
Teoria del campo di 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 un nuovo insieme di orbitali, uno di natura legante e l' altro anti-legame. (Unindica che un orbitale è anti-legame.)
- Quando non c'è interazione di rete; gli orbitali atomici e molecolari originali non sono interessati e sono di natura non legante per quanto riguarda l'interazione metallo-legante.
- Gli orbitali di legame e anti-legame hanno il carattere sigma (σ) o pi (π), a seconda dell'orientamento del metallo e del ligando.
Limitazioni:
Teoria dei campi cristallini: la teoria dei campi cristallini ha diverse limitazioni. Tiene conto solo degli orbitali d dell'atomo centrale; gli orbitali s e p non vengono considerati. Inoltre, questa teoria non riesce a spiegare le ragioni della grande scissione e della piccola scissione di alcuni ligandi.
Teoria dei campi dei ligandi: la teoria dei campi dei ligandi non ha limitazioni come nella teoria dei campi cristallini. Può essere considerata come la versione estesa della teoria dei campi cristallini.
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 dei metalli di transizione a causa della presenza di ligandi. Descrive anche la forza dei legami metallo-legante. L'energia del sistema viene alterata in base alla forza dei legami metallo-legante, che può portare a un cambiamento nelle proprietà magnetiche e nel colore.
Teoria del campo del ligando: questa teoria riguarda le origini e le conseguenze delle interazioni metallo-ligando per chiarire le proprietà magnetiche, ottiche e chimiche di questi composti.
