Tofauti Muhimu – Ligand Imara dhidi ya Ligand dhaifu
Ligandi ni atomi, ayoni, au molekuli ambayo hutoa au kushiriki elektroni zake mbili kupitia dhamana shirikishi iliyo na atomi kuu au ayoni. Wazo la ligands linajadiliwa chini ya kemia ya uratibu. Ligands ni spishi za kemikali ambazo zinahusika katika malezi ya tata na ioni za chuma. Kwa hivyo, pia hujulikana kama mawakala wa kuchanganya. Ligand inaweza kuwa Monodentate, bidentate, tridentate, nk kulingana na denticity ya ligand. Denticity ni idadi ya vikundi vya wafadhili vilivyopo kwenye ligand. Monodentate ina maana kwamba ligand ina kundi moja tu la wafadhili. Bidentate inamaanisha ina vikundi viwili vya wafadhili kwa molekuli moja ya ligand. Kuna aina mbili kuu za ligandi zilizoainishwa kulingana na nadharia ya uwanja wa fuwele; mishipa yenye nguvu (au mishipa yenye nguvu ya shamba) na mishipa dhaifu (au ligand dhaifu ya shamba). Tofauti kuu kati ya kano zenye nguvu na kano dhaifu ni kwamba mgawanyiko wa obiti baada ya kushikamana na ligand ya shamba yenye nguvu husababisha tofauti kubwa kati ya obiti za kiwango cha juu na cha chini cha nishati ambapo mgawanyiko wa obiti baada ya kushikamana na ligand ya shamba dhaifu husababisha tofauti ndogo. kati ya obiti za kiwango cha juu na cha chini cha nishati.
Nadharia ya Crystal Field ni nini?
Nadharia ya uga wa fuwele inaweza kuelezewa kama modeli ambayo imeundwa kueleza kuvunjika kwa uharibikaji (magamba ya elektroni ya nishati sawa) ya obiti za elektroni (kawaida d au f orbitals) kutokana na uwanja tuli wa umeme unaozalishwa na mazingira. anion au anions (au ligands). Nadharia hii mara nyingi hutumiwa kuonyesha tabia ya mabadiliko ya ioni za chuma. Nadharia hii inaweza kuelezea mali ya sumaku, rangi ya tata za uratibu, enthalpies ya uhamishaji, nk.
Nadharia:
Muingiliano kati ya ayoni ya chuma na ligandi ni matokeo ya mvuto kati ya ayoni ya chuma yenye chaji chanya na chaji hasi ya elektroni ambazo hazijaoanishwa za ligand. Nadharia hii inategemea hasa mabadiliko yanayotokea katika obiti tano za elektroni zilizoharibika (atomi ya chuma ina obiti tano za d). Ligandi inapokaribia ioni ya chuma, elektroni ambazo hazijaoanishwa huwa karibu na baadhi ya obiti d kuliko ile ya obiti d nyingine za ioni ya chuma. Hii husababisha upotezaji wa unyogovu. Na pia, elektroni katika obiti za d hufukuza elektroni za ligand (kwa sababu zote mbili zina chaji hasi). Kwa hivyo obiti za d ambazo ziko karibu na ligand zina nishati ya juu kuliko ile ya obiti zingine za d. Hii husababisha mgawanyiko wa obiti d kuwa obiti d zenye nishati nyingi na obiti za d zenye nishati kidogo, kulingana na nishati.
Baadhi ya sababu zinazoathiri mgawanyiko huu ni; asili ya ioni ya chuma, hali ya oxidation ya ioni ya chuma, mpangilio wa ligandi karibu na ioni ya chuma ya kati na asili ya ligandi. Baada ya mgawanyiko wa obiti hizi za d kulingana na nishati, tofauti kati ya obiti d zenye nishati ya juu na ya chini hujulikana kama kigezo cha kupasua sehemu ya fuwele (∆oct kwa muundo wa oktahedral).
Kielelezo 01: Mgawanyiko wa Muundo katika Magumu ya Octahedral
Mchoro wa kugawanyika: Kwa kuwa kuna obiti tano za d, mgawanyiko hutokea katika uwiano wa 2:3. Katika muundo wa oktahedral, obiti mbili ziko katika kiwango cha juu cha nishati (kinachojulikana kwa pamoja kama 'mfano'), na obiti tatu ziko katika kiwango cha chini cha nishati (kinachojulikana kwa pamoja kama t2g). Katika complexes tetrahedral, kinyume hutokea; obiti tatu ziko katika kiwango cha juu cha nishati na mbili katika kiwango cha chini cha nishati.
Ligand Imara ni nini?
Kano kali au kamba kali ya shambani ni kamba ambayo inaweza kusababisha uga wa juu zaidi wa fuwele kugawanyika. Hii ina maana, kufungwa kwa ligand ya shamba yenye nguvu husababisha tofauti ya juu kati ya obiti ya kiwango cha juu na cha chini cha nishati. Mifano ni pamoja na CN– (cyanide ligand), NO2– (nitro ligand) na CO (carbonyl ligands).
Kielelezo 02: Mgawanyiko wa Mzunguko wa Chini
Katika uundaji wa chembechembe zenye ligandi hizi, mwanzoni, obiti za chini za nishati (t2g) hujazwa kabisa na elektroni kabla ya kujazwa kwa obiti zingine zozote za kiwango cha juu cha nishati (km). Mchanganyiko unaoundwa kwa njia hii huitwa "low spin complexes".
Ligand dhaifu ni nini?
Kano dhaifu au kamba dhaifu ya shamba ni kano ambayo inaweza kusababisha sehemu ya chini ya fuwele kugawanyika. Hii inamaanisha, kuunganishwa kwa ligandi dhaifu ya shamba husababisha tofauti ndogo kati ya obiti za kiwango cha juu na cha chini cha nishati.
Kielelezo 3: Mgawanyiko wa Juu wa Spin
Katika hali hii, kwa kuwa tofauti ya chini kati ya viwango viwili vya obiti husababisha mtelezo kati ya elektroni katika viwango hivyo vya nishati, obiti za juu zaidi za nishati zinaweza kujazwa elektroni kwa urahisi ikilinganishwa na zile za obiti za nishati ya chini. Mchanganyiko unaoundwa na ligand hizi huitwa "high spin complexes". Mifano ya kano dhaifu za uga ni pamoja na I– (iodide ligand), Br– (bromide ligand), n.k.
Kuna tofauti gani kati ya Ligand Imara na Ligand dhaifu?
Ligand Imara dhidi ya Ligand dhaifu |
|
| Kano kali au kamba kali ya shambani ni kamba ambayo inaweza kusababisha uga wa juu zaidi wa fuwele kugawanyika. | Kano dhaifu au kamba dhaifu ya shamba ni kamba ambayo inaweza kusababisha sehemu ya chini ya fuwele kugawanyika. |
| Nadharia | |
| Mgawanyiko baada ya kumfunga kamba ya shamba yenye nguvu husababisha tofauti kubwa kati ya obiti za kiwango cha juu na cha chini cha nishati. | Mgawanyiko wa obiti baada ya kumfunga kano ya sehemu dhaifu husababisha tofauti ndogo kati ya obiti za kiwango cha juu na cha chini cha nishati. |
| Kitengo | |
| Michanganyiko inayoundwa kwa kano kali za uga huitwa "low spin complexes". | Miundo tata inayoundwa na kano za sehemu dhaifu huitwa "high spin complexes". |
Muhtasari – Ligand Imara dhidi ya Ligand dhaifu
Kano kali na kano dhaifu ni anoni au molekuli zinazosababisha mgawanyiko wa obiti d wa ioni ya chuma kuwa viwango viwili vya nishati. Tofauti kati ya kano zenye nguvu na kano dhaifu ni kwamba mgawanyiko baada ya kufunga kamba ya shamba yenye nguvu husababisha tofauti kubwa kati ya obiti za kiwango cha juu na cha chini cha nishati ilhali mgawanyiko wa obiti baada ya kumfunga ligand ya shamba dhaifu husababisha tofauti ya chini kati ya ya juu na ya chini. obiti za kiwango cha nishati.
