Différence clé - Théorie des champs de cristaux vs Théorie des champs de ligand
La théorie des champs cristallins et la théorie des champs de ligands sont deux théories de la chimie inorganique utilisées pour décrire les schémas de liaison dans les complexes de métaux de transition. La théorie du champ cristallin (CFT) considère l'effet d'une perturbation des orbitales d contenant des électrons et leur interaction avec le cation métallique et, dans la CFT, l'interaction métal-ligand est considérée comme électrostatique uniquement. La théorie des champs de ligand (LFT) considère l'interaction métal-ligand comme une interaction de liaison covalente et dépend de l'orientation et du chevauchement entre les orbitales d sur les métaux et le ligand. C'est la principale différence entre la théorie des champs cristallins et la théorie des champs de ligand.
Qu'est-ce que la théorie du champ cristallin ?
Crystal Field Theory (CFT) a été proposée par le physicien Hans Bethe en 1929, puis quelques modifications ont été proposées par JH Van Vleck en 1935. Cette théorie décrit certaines propriétés importantes des complexes de métaux de transition tels que le magnétisme, les spectres d'absorption, états d'oxydation et coordination. La CFT considère essentiellement l'interaction des orbitales d d'un atome central avec des ligands et ces ligands sont considérés comme des charges ponctuelles. De plus, l'attraction entre le métal central et les ligands dans un complexe de métal de transition est considérée comme purement électrostatique.
Énergie de stabilisation du champ cristallin octaédrique
Qu'est-ce que la théorie des champs de ligand ?
La théorie des champs de ligand fournit une description plus détaillée de la liaison dans les composés de coordination. Celui-ci considère la liaison entre le métal et le ligand selon les concepts de la chimie de coordination. Cette liaison est considérée comme une liaison covalente coordonnée ou une liaison covalente dative pour montrer que les deux électrons de la liaison proviennent du ligand. Les principes de base de la théorie du champ cristallin sont très similaires à ceux de la théorie des orbitales moléculaires.
Schéma Ligand-Field résumant la liaison σ dans le complexe octaédrique [Ti(H2O)6]3+.
Quelle est la différence entre la théorie des champs de cristaux et la théorie des champs de ligands ?
Concepts de base:
Crystal Field Theory: Selon cette théorie, l'interaction entre un métal de transition et les ligands est due à l'attraction entre la charge négative sur les électrons non liés du ligand et le cation métallique chargé positivement. En d'autres termes, l'interaction entre le métal et les ligands est purement électrostatique.
Théorie des champs de ligand:
- Une ou plusieurs orbitales sur le ligand chevauchent une ou plusieurs orbitales atomiques sur le métal.
- Si les orbitales du métal et du ligand ont des énergies similaires et des symétries compatibles, une interaction nette existe.
- L'interaction nette se traduit par un nouvel ensemble d'orbitales, l'une liée et l'autre de nature anti-liante. (Unindique qu'une orbitale est anti-liante.)
- Lorsqu'il n'y a pas d'interaction nette; les orbitales atomiques et moléculaires d'origine ne sont pas affectées et elles sont de nature non liante en ce qui concerne l'interaction métal-ligand.
- Les orbitales de liaison et anti-liaison ont un caractère sigma (σ) ou pi (π), selon l'orientation du métal et du ligand.
Limites:
Théorie des champs cristallins: la théorie des champs cristallins présente plusieurs limites. Il ne prend en compte que les orbitales d de l'atome central; les orbitales s et p ne sont pas prises en compte. De plus, cette théorie ne parvient pas à expliquer les raisons de la grande division et de la petite division de certains ligands.
Théorie des champs de ligands: La théorie des champs de ligands n'a pas les limites de la théorie des champs cristallins. Elle peut être considérée comme la version étendue de la théorie du champ cristallin.
Applications:
Crystal Field Theory: Crystal Field Theory fournit des informations précieuses sur la structure électronique des métaux de transition dans les réseaux cristallins, La théorie des champs cristallins explique la rupture de la dégénérescence orbitale dans les complexes de métaux de transition due à la présence de ligands. Il décrit également la force des liaisons métal-ligand. L'énergie du système est modifiée en fonction de la force des liaisons métal-ligand, ce qui peut entraîner une modification des propriétés magnétiques ainsi que de la couleur.
Théorie des champs de ligand: cette théorie s'intéresse aux origines et aux conséquences des interactions métal-ligand pour élucider les propriétés magnétiques, optiques et chimiques de ces composés.
