Diferença chave - ligante forte vs ligando fraco
Um ligante é um átomo, íon ou uma molécula que doa ou compartilha dois de seus elétrons por meio de uma ligação covalente coordenada com um átomo ou íon central. O conceito de ligantes é discutido em química de coordenação. Ligantes são espécies químicas envolvidas na formação de complexos com íons metálicos. Portanto, eles também são conhecidos como agentes complexantes. Ligantes podem ser monodentados, bidentados, tridentados, etc. com base na denticidade do ligante. Denticidade é o número de grupos de doadores presentes em um ligante. Monodentado significa que o ligante tem apenas um grupo doador. Bidentado significa que tem dois grupos doadores por uma molécula de ligante. Existem dois tipos principais de ligantes categorizados com base na teoria do campo cristalino; ligantes fortes (ou ligantes de campo fortes) e ligantes fracos (ou ligantes de campo fracos). A principal diferença entre ligantes fortes e ligantes fracos é que a divisão de orbitais após a ligação a um ligante de campo forte causa uma diferença maior entre os orbitais de nível de energia mais alto e mais baixo, enquanto a divisão de orbitais após a ligação a um ligante de campo fraco causa uma diferença menor entre os orbitais de nível de energia superior e inferior.
CONTEÚDO
1. Visão geral e diferença principal
2. O que é a teoria do campo de cristal
3. O que é ligante forte
4. O que é ligante fraco
5. Comparação lado a lado - Ligante forte vs ligante fraco na forma tabular
6. Resumo
O que é a Teoria do Campo de Cristal?
A teoria do campo dos cristais pode ser descrita como um modelo que é projetado para explicar a quebra de degenerescências (camadas de elétrons de energia igual) de orbitais de elétrons (geralmente orbitais d ou f) devido ao campo elétrico estático produzido por um ânion ou ânions circundantes (ou ligantes). Esta teoria é freqüentemente usada para demonstrar o comportamento de complexos de íons de metais de transição. Esta teoria pode explicar as propriedades magnéticas, cores de complexos de coordenação, entalpias de hidratação, etc.
Teoria:
A interação entre o íon metálico e os ligantes é resultado da atração entre o íon metálico com carga positiva e a carga negativa dos elétrons desemparelhados do ligante. Esta teoria é baseada principalmente nas mudanças que ocorrem em cinco orbitais de elétrons degenerados (um átomo de metal tem cinco orbitais d). Quando um ligante se aproxima do íon metálico, os elétrons desemparelhados estão mais próximos de alguns orbitais d do que de outros orbitais d do íon metálico. Isso causa uma perda de degeneração. E também, os elétrons nos orbitais d repelem os elétrons do ligante (porque ambos têm carga negativa). Portanto, os orbitais d que estão mais próximos do ligante têm alta energia do que os outros orbitais d. Isso resulta na divisão dos orbitais d em orbitais d de alta energia e orbitais d de baixa energia, com base na energia.
Alguns fatores que afetam esta divisão são; natureza do íon metálico, o estado de oxidação do íon metálico, o arranjo dos ligantes ao redor do íon metálico central e a natureza dos ligantes. Após a divisão desses orbitais d com base na energia, a diferença entre os orbitais d de alta e baixa energia é conhecida como um parâmetro de divisão do campo de cristal (∆ oct para complexos octaédricos).
Figura 01: Padrão de divisão em complexos octaédricos
Padrão de divisão: como existem cinco orbitais d, a divisão ocorre em uma proporção de 2: 3. Em complexos octaédricos, dois orbitais estão no nível de alta energia (coletivamente conhecidos como 'eg') e três orbitais estão no nível de energia mais baixo (coletivamente conhecidos como t2g). Em complexos tetraédricos, ocorre o oposto; três orbitais estão no nível de energia superior e dois no nível de energia inferior.
O que é um ligante forte?
Um ligante forte ou um ligante de campo forte é um ligante que pode resultar em uma divisão de campo cristalino maior. Isso significa que a ligação de um ligante de campo forte causa uma diferença maior entre os orbitais de maior e menor nível de energia. Exemplos incluem CN - (ligandos) de cianeto, NO 2 - (ligando nitro) e CO (ligandos de carbonilo).
Figura 02: Divisão de baixa rotação
Na formação de complexos com esses ligantes, em primeiro lugar, os orbitais de menor energia (t2g) são completamente preenchidos com elétrons antes de preencher qualquer outro orbital de alto nível de energia (por exemplo). Os complexos formados desta forma são chamados de “complexos de baixo spin”.
O que é um ligante fraco?
Um ligante fraco ou um ligante de campo fraco é um ligante que pode resultar em uma divisão do campo cristalino inferior. Isso significa que a ligação de um ligante de campo fraco causa uma diferença menor entre os orbitais de maior e menor nível de energia.
Figura 3: Divisão de alta rotação
Nesse caso, uma vez que a baixa diferença entre os dois níveis orbitais causa repulsões entre elétrons nesses níveis de energia, os orbitais de maior energia podem ser facilmente preenchidos com elétrons quando comparados aos orbitais de baixa energia. Os complexos formados com esses ligantes são chamados de “complexos de spin alto”. Exemplos de ligandos de campo fraco incluem I - (ligando de iodeto), Br - (ligando brometo), etc.
Qual é a diferença entre ligando forte e ligante fraco?
Artigo Diff meio antes da tabela
Ligando forte vs ligando fraco |
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| Um ligante forte ou um ligante de campo forte é um ligante que pode resultar em uma divisão de campo cristalino maior. | Um ligante fraco ou um ligante de campo fraco é um ligante que pode resultar em uma divisão do campo cristalino inferior. |
| Teoria | |
| A divisão após a ligação de um ligante de campo forte causa uma diferença maior entre os orbitais de nível de energia superior e inferior. | A divisão de orbitais após a ligação de um ligante de campo fraco causa uma diferença menor entre os orbitais de nível de energia mais alto e mais baixo. |
| Categoria | |
| Os complexos formados com fortes ligantes de campo são chamados de “complexos de spin baixo”. | Os complexos formados com ligantes de campo fracos são chamados de “complexos de spin alto”. |
Resumo - Ligante forte vs Ligante fraco
Ligantes fortes e ligantes fracos são ânions ou moléculas que causam a divisão dos orbitais d de um íon metálico em dois níveis de energia. A diferença entre ligantes fortes e ligantes fracos é que a divisão após a ligação de um ligante de campo forte causa uma diferença maior entre os orbitais de nível de energia superior e inferior, enquanto a divisão de orbitais após a ligação de um ligante de campo fraco causa uma diferença menor entre os orbitais superior e inferior orbitais de nível de energia.
