Différence entre la théorie du champ cristallin et la théorie du champ du ligand

Différence clé - Théorie des champs cristallins vs théorie du champ de ligand
 

La théorie du champ cristallin et la théorie des champs de 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 de l'électron contenant des orbitales D et de leur interaction avec le cation métallique et, dans CFT, l'interaction métal-ligand est considérée comme électrostatique uniquement. La théorie du champ 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 du champ cristallin et la théorie du champ du ligand.

Qu'est-ce que la théorie du champ cristallin?

La théorie du champ cristallin (CFT) a été proposée par le physicien Hans Bethe en 1929, puis certaines modifications ont été proposées par J. H. 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 la coordination. CFT considère essentiellement l'interaction des orbitales d d'un atome central avec des ligands et ces ligands sont considérés comme des charges ponctuelles. En outre, L'attraction entre le métal central et les ligands dans un complexe de métal de transition est considéré comme purement électrostatique.

Énergie de stabilisation du champ cristallin octaédrique

Qu'est-ce que la théorie du champ du ligand?

Ligand Field Theory 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 dans la liaison proviennent du ligand. Les principes de base de la théorie du champ cristallin sont étroitement similaires à ceux de la théorie orbitale moléculaire.

Schéma de champ de ligand résumant la liaison σ dans le complexe octaédrique [Ti (H2O) 6] 3+.

Quelle est la différence entre la théorie du champ cristallin et la théorie du champ 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 métal chargé positivement. En d'autres termes, l'interaction entre le métal et les ligands est purement électrostatique.

Théorie des champs du 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, une liaison et l'autre de nature anti-liaison. (Un * indique qu'une orbite est anti-liaison.)
• Lorsqu'il n'y a pas d'interaction nette; Les orbitales atomiques et moléculaires d'origine ne sont pas affectées, et ils ne sont pas de nature 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 du champ cristallin: La théorie du champ cristallin a plusieurs limites. Il ne prend en compte que les orbitales D de l'atome central; Les orbitales S et P ne sont pas considérées.  De plus, cette théorie ne parvient pas à expliquer les raisons de la division importante et de la petite division de certains ligands.

Théorie des champs du ligand: La théorie du champ de ligand n'a pas de telles limitations que dans la théorie du champ cristallin. Il peut être considéré comme la version étendue de la théorie du champ cristallin.

Applications:

Théorie du champ cristallin: La théorie du champ cristallin 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-ligands. L'énergie du système est modifiée en fonction de la résistance des liaisons métal-ligands, ce qui peut entraîner un changement des propriétés magnétiques ainsi que de la couleur.

Théorie des champs du ligand: Cette théorie concerne les origines et les conséquences des interactions métal-ligand pour élucider les propriétés magnétiques, optiques et chimiques de ces composés.

Références: «Une introduction à la théorie du ligand et du champ cristallin» - EveryScience «Crystal Field Theory» Virtual Amrita Laboratories Universalizing Education. «Ligand Field Theory» - Wikipedia «Ligand Field Theory» - Encyclopedia Britannica «The Spectrochemical Series» - Université des Antilles - Département de chimie «Ligand Field Theory» - Brian. N. Figgis - National Laboratory, Upton, NY, USA Image gracieuseté: «Crystal Field Spliting 4» par Yana à la langue anglaise Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia «lfti (iii)» par smokefoot à l'anglais wikipedia - transféré de EN.Wikipedia à Commons par Sentausa (domaine public) via Commons Wikimedia