Différence clé - Ligand fort vs 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 appelés agents complexants. Les ligands peuvent être monodentés, bidentés, tridentés, etc. en fonction de la denticité du ligand. La denticité est le nombre de groupes donneurs présents dans un ligand. Monodentate signifie que le ligand n'a qu'un seul groupe donneur. Bidentate signifie qu'il a deux groupes donneurs par molécule de ligand. Il existe deux principaux types de ligands classés en fonction de la théorie des champs cristallins; des ligands forts (ou ligands à champ fort) et des ligands faibles (ou ligands à champ faible). le différence clé entre les ligands forts et les ligands faibles est que la division des orbitales après la liaison à un ligand à champ fort provoque une différence plus élevée entre les orbitales de niveau 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 de niveau d'énergie supérieur et inférieur.
Qu'est-ce que la théorie du champ cristallin ?
La théorie des champs de cristaux peut être décrite comme un modèle conçu pour expliquer la rupture des dégénérescences (coquilles d'électrons d'égale énergie) des orbitales d'électrons (généralement des orbitales d ou f) en raison du champ électrique statique produit par un environnement anion ou anions (ou ligands). Cette théorie est souvent utilisée pour démontrer le comportement des 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 est le résultat de l'attraction entre l'ion métallique avec une charge positive et la charge négative des électrons non appariés du ligand. Cette théorie est principalement basée sur les changements qui se produisent dans cinq orbitales électroniques dégénérées (un atome de métal a cinq orbitales d). Lorsqu'un ligand s'approche de l'ion métallique, les électrons non appariés sont plus proches de certaines orbitales d que d'autres orbitales d de l'ion métallique. Cela provoque une perte de dégénérescence. Et aussi, les électrons des orbitales d repoussent les électrons du ligand (car les deux sont chargés négativement). Par conséquent, les orbitales d qui sont plus proches du ligand ont une énergie élevée que celle des autres orbitales d. Cela se traduit par la division des orbitales d en orbitales d à haute énergie et en orbitales d à basse énergie, en fonction de l'énergie.
Certains facteurs affectant ce fractionnement 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 à haute et basse énergie est connue sous le nom de paramètre de division du champ cristallin (∆oct pour les complexes octaédriques).
Figure 01: Motif de fractionnement dans les complexes octaédriques
Splitting pattern: puisqu'il y a cinq orbitales d, la séparation se produit dans un rapport de 2:3. Dans les complexes octaédriques, deux orbitales sont au niveau d'énergie élevé (collectivement appelés « eg ») et trois orbitales sont au niveau d'énergie inférieur (collectivement appelés t2g). Dans les complexes tétraédriques, c'est le contraire qui se produit; trois orbitales sont dans le niveau d'énergie supérieur et deux dans le niveau d'énergie inférieur.
Qu'est-ce qu'un ligand fort ?
Un ligand fort ou un ligand à champ fort est un ligand qui peut entraîner une division plus élevée du champ cristallin. Cela signifie que la liaison d'un ligand à champ fort provoque une différence plus élevée entre les orbitales de niveau d'énergie supérieur et inférieur. Les exemples incluent CN– (ligands cyanure), NO2– (ligand nitro) et CO (ligand carbonyle ligands).
Figure 02: Split à faible rotation
Dans la formation de complexes avec ces ligands, dans un premier temps, les orbitales à plus faible énergie (t2g) sont complètement remplies d'électrons avant de se remplir avec d'autres orbitales à haut niveau d'énergie (par exemple). Les complexes ainsi formés sont appelés "complexes à faible spin".
Qu'est-ce qu'un ligand faible ?
Un ligand faible ou un ligand à champ faible est un ligand qui peut entraîner une division du champ cristallin plus faible. Cela signifie que la liaison d'un ligand à champ faible provoque une différence plus faible entre les orbitales de niveau d'énergie supérieur et inférieur.
Figure 3: Splittage à haut spin
Dans ce cas, étant donné que la faible différence entre les deux niveaux orbitaux provoque des répulsions entre les électrons dans ces niveaux d'énergie, les orbitales à plus 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 haut spin". Des exemples de ligands à champ faible incluent I– (ligand iodure), Br– (ligand bromure), etc.
Quelle est la différence entre un ligand fort et un ligand faible ?
Ligand fort vs Ligand faible |
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| Un ligand fort ou un ligand à champ fort est un ligand qui peut entraîner une division plus élevée du champ cristallin. | Un ligand faible ou un ligand à champ faible est un ligand qui peut entraîner une division du champ cristallin inférieur. |
| Théorie | |
| La séparation après la liaison d'un ligand à champ fort provoque une plus grande différence entre les orbitales de niveau d'énergie supérieur et inférieur. | La division des orbitales après la liaison d'un ligand à champ faible provoque une différence plus faible entre les orbitales de niveau d'énergie supérieur et inférieur. |
| Catégorie | |
| Les complexes formés avec des ligands à champ fort sont appelés "complexes à faible spin". | Les complexes formés avec des ligands à champ faible sont appelés "complexes à haut spin". |
Résumé – Ligand fort vs Ligand faible
Les ligands forts et les ligands faibles sont des anions ou des molécules qui provoquent la division des orbitales d d'un ion métallique en deux niveaux d'énergie. La différence entre les ligands forts et les ligands faibles est que la scission après la liaison d'un ligand à champ fort provoque une différence plus élevée entre les orbitales de niveau d'énergie supérieur et inférieur, tandis que la scission des orbitales après la liaison d'un ligand à champ faible provoque une différence plus faible entre les orbitales supérieures et inférieures. orbitales de niveau d'énergie.
