Diferencia clave: ligando fuerte frente a ligando débil
Un ligando es un átomo, ion o molécula que dona o comparte dos de sus electrones a través de un enlace covalente coordinado con un átomo o ion central. El concepto de ligandos se analiza en química de coordinación. Los ligandos son especies químicas que intervienen en la formación de complejos con iones metálicos. Por lo tanto, también se les conoce como agentes complejantes. Los ligandos pueden ser monodentados, bidentados, tridentados, etc. en función de la denticidad del ligando. La denticidad es el número de grupos donantes presentes en un ligando. Monodentado significa que el ligando tiene solo un grupo donante. Bidentado significa que tiene dos grupos donantes por molécula de ligando. Hay dos tipos principales de ligandos clasificados según la teoría del campo cristalino; ligandos fuertes (o ligandos de campo fuerte) y ligandos débiles (o ligandos de campo débil). La diferencia clave entre los ligandos fuertes y los ligandos débiles es que la división de los orbitales después de unirse a un ligando de campo fuerte provoca una mayor diferencia entre los orbitales de mayor y menor nivel de energía, mientras que la división de los orbitales después de unirse a un ligando de campo débil provoca una diferencia menor. entre los orbitales de mayor y menor nivel de energía.
¿Qué es la teoría del campo de cristal?
La teoría del campo de los cristales se puede describir como un modelo diseñado para explicar la ruptura de las degeneraciones (capas de electrones de igual energía) de los orbitales de electrones (generalmente orbitales d o f) debido al campo eléctrico estático producido por un entorno anión o aniones (o ligandos). Esta teoría se usa a menudo para demostrar el comportamiento de los complejos de iones de metales de transición. Esta teoría puede explicar las propiedades magnéticas, los colores de los complejos de coordinación, las entalpías de hidratación, etc.
Teoría:
La interacción entre el ion metálico y los ligandos es el resultado de la atracción entre el ion metálico con carga positiva y la carga negativa de los electrones desapareados del ligando. Esta teoría se basa principalmente en los cambios que ocurren en cinco orbitales electrónicos degenerados (un átomo de metal tiene cinco orbitales d). Cuando un ligando se acerca al ion metálico, los electrones desapareados están más cerca de algunos orbitales d que de otros orbitales d del ion metálico. Esto causa una pérdida de degeneración. Y también, los electrones en los orbitales d repelen los electrones del ligando (porque ambos tienen carga negativa). Por lo tanto, los orbitales d que están más cerca del ligando tienen una energía más alta que la de otros orbitales d. Esto da como resultado la división de los orbitales d en orbitales d de alta energía y orbitales d de baja energía, según la energía.
Algunos factores que afectan esta división son; naturaleza del ion metálico, el estado de oxidación del ion metálico, la disposición de los ligandos alrededor del ion metálico central y la naturaleza de los ligandos. Después de dividir estos orbitales d en función de la energía, la diferencia entre los orbitales d de alta y baja energía se conoce como parámetro de división del campo cristalino (∆oct para complejos octaédricos).
Figura 01: Patrón de división en complejos octaédricos
Patrón de división: dado que hay cinco orbitales d, la división se produce en una proporción de 2:3. En los complejos octaédricos, dos orbitales están en el nivel de alta energía (conocidos colectivamente como 'eg') y tres orbitales están en el nivel de energía más bajo (conocidos colectivamente como t2g). En los complejos tetraédricos ocurre lo contrario; tres orbitales están en el nivel de energía más alto y dos en el nivel de energía más bajo.
¿Qué es el ligando fuerte?
Un ligando fuerte o un ligando de campo fuerte es un ligando que puede resultar en una mayor división del campo cristalino. Esto significa que la unión de un ligando de campo fuerte provoca una mayor diferencia entre los orbitales de mayor y menor nivel de energía. Los ejemplos incluyen CN– (ligandos de cianuro), NO2– (ligando nitro) y CO (carbonilo ligandos).
Figura 02: División de giro bajo
En la formación de complejos con estos ligandos, al principio, los orbitales de menor energía (t2g) están completamente llenos de electrones antes de llenarse con cualquier otro orbital de alto nivel de energía (p. ej.). Los complejos formados de esta manera se denominan “complejos de espín bajo”.
¿Qué es el ligando débil?
Un ligando débil o un ligando de campo débil es un ligando que puede resultar en una división de campo de cristal más baja. Esto significa que la unión de un ligando de campo débil provoca una diferencia menor entre los orbitales de mayor y menor nivel de energía.
Figura 3: división de giro alto
En este caso, dado que la baja diferencia entre los dos niveles orbitales causa repulsiones entre los electrones en esos niveles de energía, los orbitales de mayor energía pueden llenarse fácilmente con electrones en comparación con los orbitales de baja energía. Los complejos formados con estos ligandos se denominan “complejos de espín alto”. Ejemplos de ligandos de campo débil incluyen I– (ligando yoduro), Br– (ligando bromuro), etc.
¿Cuál es la diferencia entre el ligando fuerte y el ligando débil?
Ligando fuerte frente a ligando débil |
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| Un ligando fuerte o un ligando de campo fuerte es un ligando que puede resultar en una mayor división del campo cristalino. | Un ligando débil o un ligando de campo débil es un ligando que puede resultar en una división del campo cristalino más baja. |
| Teoría | |
| La división después de unir un ligando de campo fuerte provoca una mayor diferencia entre los orbitales de mayor y menor nivel de energía. | La división de los orbitales después de unirse a un ligando de campo débil provoca una menor diferencia entre los orbitales de mayor y menor nivel de energía. |
| Categoría | |
| Los complejos formados con ligandos de campo fuerte se denominan "complejos de espín bajo". | Los complejos formados con ligandos de campo débil se denominan “complejos de espín alto”. |
Resumen: ligando fuerte frente a ligando débil
Los ligandos fuertes y los ligandos débiles son aniones o moléculas que provocan la división de los orbitales d de un ion metálico en dos niveles de energía. La diferencia entre los ligandos fuertes y los ligandos débiles es que la división después de unirse a un ligando de campo fuerte provoca una mayor diferencia entre los orbitales de mayor y menor nivel de energía, mientras que la división de los orbitales después de unirse a un ligando de campo débil provoca una diferencia menor entre los orbitales de mayor y menor nivel de energía. orbitales de nivel de energía.
