Différence entre le ligand fort et le ligand faible
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Différence clé - ligand fort contre Ligand faible
Un ligand est un atome, un ion ou une molécule qui donne ou partage deux de ses électrons par une liaison covalente coordonnée avec un atome ou un ion central. Le concept de ligands est discuté dans la chimie de coordination. Les ligands sont des espèces chimiques impliquées dans la formation de complexes avec des ions métalliques. Par conséquent, ils sont également connus comme agents complexants. Les ligands peuvent être monodentés, bidentés, tridentés, etc. en fonction de la denticité du ligand. La denticité est le nombre de groupes de donneurs présents dans un ligand. Monodentate signifie que le ligand n'a qu'un groupe de donneurs. Bidenté signifie qu'il a deux groupes donneurs par molécule de ligand. Il existe deux principaux types de ligands classés selon la théorie du champ cristallin; des ligands forts (ou ligands de champs forts) et des ligands faibles (ou des ligands de champs faibles). le différence clé entre les ligands forts et les ligands faibles est que la division des orbitales après la liaison à un ligand à fort champ provoque une différence plus grande entre les orbitales aux niveaux d'énergie supérieur et inférieur, tandis que la division des orbitales après la liaison à un ligand à champ faible provoque une différence plus faible entre les orbitales aux niveaux d'énergie supérieur et inférieur.
CONTENU
1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Quelle est la théorie de Crystal Field
3. Quel est le ligand fort
4. Quel est le ligand faible
5. Comparaison côte à côte - ligand fort vs ligand faible sous forme tabulaire
6. Résumé
Qu'est-ce que la théorie des champs de cristal??
La théorie des champs de cristaux peut être décrite comme un modèle conçu pour expliquer le bris des dégénérescences (couches d'électrons d'énergie égale) des orbitales des électrons (généralement des orbitales d ou f) en raison du champ électrique statique produit par un anion ou des anions environnants (ou les ligands). Cette théorie est souvent utilisée pour démontrer le comportement de complexes d'ions de métaux de transition. Cette théorie peut expliquer les propriétés magnétiques, les couleurs des complexes de coordination, les enthalpies d'hydratation, etc..
Théorie:
L'interaction entre l'ion métallique et les ligands résulte de l'attraction entre l'ion métallique à charge positive et la charge négative des électrons non appariés du ligand. Cette théorie est principalement basée sur les changements survenant dans cinq orbitales électroniques dégénérées (un atome de métal a cinq orbitales à cinq jours). Lorsqu'un ligand se rapproche de l'ion métallique, les électrons non appariés sont plus proches de certaines orbitales d que ceux d'autres orbitales d de l'ion métallique. Cela provoque une perte de dégénérescence. Et aussi, les électrons dans les orbitales d repoussent les électrons du ligand (parce que les deux sont chargés négativement). Par conséquent, les orbitales d qui sont plus proches du ligand ont une énergie élevée par rapport à celles des autres orbitales d. Ceci aboutit à la scission des orbitales d en orbitales d haute énergie et en orbitales d basse énergie, en fonction de.
Certains facteurs affectant cette division sont: nature de l'ion métallique, l'état d'oxydation de l'ion métallique, la disposition des ligands autour de l'ion métallique central et la nature des ligands. Après la division de ces orbitales d en fonction de l’énergie, la différence entre les orbitales d haute et basse énergie est connue sous le nom de paramètre de division du champ cristallin (oct pour les complexes octaédriques).
Figure 01: Fractionnement dans les complexes octaédriques
Motif de fractionnement: Comme il y a cinq orbitales d, la division se produit dans un rapport de 2: 3. Dans les complexes octaédriques, deux orbitales se trouvent dans le niveau d'énergie élevé (collectivement appelées 'par exemple') et trois orbitales se trouvent dans le niveau d'énergie inférieur (collectivement appelé t2g). Dans les complexes tétraédriques, le contraire se produit; trois orbitales sont dans le niveau d'énergie supérieur et deux dans le niveau d'énergie inférieur.
Quel est le ligand fort?
Un ligand fort ou un ligand de champ fort est un ligand qui peut entraîner une division plus élevée du champ cristallin. Cela signifie que la liaison d'un ligand à fort champ provoque une différence plus grande entre les orbitales de niveau d'énergie supérieur et inférieur. Exemples: CN- (ligands cyanure), NO2- (ligand nitro) et CO (ligands carbonyle).
Figure 02: Fractionnement à faible spin
Lors de la formation de complexes avec ces ligands, les orbitales à plus basse énergie (t2g) sont tout d'abord remplies d'électrons avant d'être acheminées vers d'autres orbitales à haut niveau d'énergie (par exemple). Les complexes ainsi formés sont appelés "complexes à faible spin".
Quel est le ligand faible?
Un ligand faible ou un ligand de champ faible est un ligand qui peut entraîner une division du champ cristallin inférieur. Cela signifie que la liaison d'un ligand de champ faible entraîne une différence plus faible entre les orbitales de niveau d'énergie supérieur et inférieur..
Figure 3: Scission rapide
Dans ce cas, étant donné que la faible différence entre les deux niveaux orbitaux provoque des répulsions entre électrons à ces niveaux d'énergie, les orbitales à haute énergie peuvent être facilement remplies d'électrons par rapport à celles des orbitales à basse énergie. Les complexes formés avec ces ligands sont appelés «complexes à spin élevé». Des exemples de ligands de champ faible incluent I- (ligand d'iodure), Br- (ligand de bromure), etc..
Quelle est la différence entre un ligand fort et un ligand faible?
Ligand fort vs ligand faible | |
| Un ligand fort ou un ligand de champ fort est un ligand pouvant entraîner une division plus élevée du champ cristallin. | Un ligand faible ou un ligand de champ faible est un ligand pouvant entraîner une division du champ cristallin inférieur. |
| Théorie | |
| La scission après la liaison d'un ligand à fort champ provoque une différence plus grande entre les orbitales de niveau d'énergie supérieur et inférieur. | La scission des orbitales après la liaison d'un ligand de champ faible entraîne une différence plus faible entre les orbitales de niveau d'énergie supérieur et inférieur. |
| Catégorie | |
| Les complexes formés avec des ligands à fort champ sont appelés «complexes à faible spin». | Les complexes formés avec les ligands de champ faible sont appelés «complexes à spin élevé». |
Résumé - Ligand fort contre Ligand faible
Les ligands forts et les ligands faibles sont des anions ou des molécules qui provoquent la scission des orbitales d d'un ion métallique en deux niveaux d'énergie. La différence entre les ligands forts et les ligands faibles réside dans le fait que la scission après la liaison d’un ligand de champ fort provoque une différence plus grande entre les orbitales de niveau d’énergie supérieur et inférieur, tandis que la scission d’orbitales après la liaison d’un ligand de champ faible entraîne une différence inférieure entre orbitales de niveau d'énergie.
Référence:
1.Helmenstine, Anne Marie, D. «Définition du ligand». ThoughtCo, 11 février 2017. Disponible ici
2. “Ligands.” Chimie LibreTexts, Libretexts, 19 janvier 2018. Disponible ici
3. Les éditeurs de l'Encyclopædia Britannica. «Ligand». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 12 août 2010. Disponible ici
Courtoisie d'image:
1. 'Division du champ cristallin octaédrique' Par utilisateur de Wikipedia anglais YanA, (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
2.'CFT-Low Spin Splitting Diagram-Vector'By Offnfopt, (Domaine public) via Wikimedia Commons
3.'CFT-High Spin Splitting Diagram-Vector'By Offnfopt, image de référence créée par YanA - Travail personnel (domaine public) via Wikimedia Commons
