Différence clé - Théorie des champs de cristal et théorie des champs de ligand
La théorie du champ cristallin et la théorie du champ ligand sont deux théories en chimie inorganique qui sont utilisées pour décrire les modèles de liaison dans les complexes de métaux de transition. La théorie du champ cristallin (CFT) considère l'effet d'une perturbation d'électrons contenant des d-orbitales et leur interaction avec le cation métallique et, dans CFT, l'interaction métal-ligand est considérée comme électrostatique uniquement. La théorie des champs de ligands (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 des champs de cristal?
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, les états d'oxydation et coordination. CFT considère essentiellement l'interaction des d-orbitales 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 ligands fournit une description plus détaillée de la liaison dans les composés de coordination. Cela 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 étroitement similaires à ceux de la théorie des orbitales moléculaires.
Schéma ligand-champ résumant la liaison σ dans le complexe octaédrique [Ti (H2O) 6] 3+.
Quelle est la différence entre la théorie des champs de cristal et la théorie des champs de ligand?
Concepts de base:
Théorie du champ cristallin: Selon cette théorie, l'interaction entre un métal de transition et des 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 se chevauchent avec 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 résulte en un nouvel ensemble d'orbitales, une liaison et l'autre anti-liaison par nature. (Un * indique qu'une orbitale est anti-adhérente.)
- 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 le caractère sigma (σ) ou pi (π), en fonction de l'orientation du métal et du ligand.
Limites:
Théorie des champs de cristal: La théorie des champs de cristal a plusieurs limites. Il ne prend en compte que les d-orbitales 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 du champ de ligand: La théorie du champ de ligand n'a pas de limites telles que dans la théorie du champ cristallin. Il peut être considéré 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 du champ cristallin explique la rupture de la dégénérescence orbitale dans les complexes de métaux de transition en raison de 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 ligands: Cette théorie s'intéresse aux origines et aux conséquences des interactions métal-ligand pour élucider les propriétés magnétiques, optiques et chimiques de ces composés.
