Main Difference – 結晶場理論 vs 配位子場理論
多くの科学者や化学者が、配位化合物の結合を説明し、その特性を正当化し予測するための理論の構築を試みてきた。
最初に成功した理論は、1930年代にライナス・ポーリングによって発表された価電子結合理論です。
そして1929年、ハンス・ベーテが結晶場理論という新しい理論を提唱した。
リガンドフィールド理論は、この結晶場の理論を改良したものです。
当初、結晶場理論や配位子場理論は、固体物理学の概念を説明するために使われることがほとんどだった。
しかし、1950年代になると、化学者たちはこれらの理論を遷移金属錯体に適用し始めた。
結晶場理論と配位子場理論の主な違いは、結晶場理論が金属イオンと配位子間の静電的相互作用のみを記述するのに対し、配位子場理論は金属とその配位子間の静電的相互作用と共有結合の両方を考慮する点です。
この記事で解説しています。
- 結晶場理論とは
– 理論、応用 - 配位子場理論とは
– 理論、応用 - 結晶場理論と配位子場理論の違いとは？
クリスタルフィールド理論とは
結晶場理論とは、金属結晶が酸化物イオンや陰イオンで包まれている場合の電子構造を説明する理論です。
静電場の対称性は結晶構造に依存する。
金属イオンのd軌道は静電場によって分割され、このd軌道のエネルギーは結晶場安定化エネルギーとして計算することができる。
結晶場理論は、配位金属錯体の磁気的性質、熱力学的性質、分光学的性質、運動学的性質を理解するために使われる。
結晶場理論の主な3つの仮定は以下の通りです。
(a) 配位子は点電荷と見なす。
(b) 金属と配位子の軌道間には相互作用や結合がない。
(c)自由な金属イオンでは、特定のd軌道のすべての副殻は等しいエネルギーです。
金属イオンとその配位子との相互作用は静電的です。
この理論では、原子と遷移金属との間の結合は考慮されない。
この制約のため、結晶場理論を修正し、配位子場理論として提唱している。
図1: 八面体の分裂
リガンドフィールド理論とは？
配位子場理論とは、結晶場理論と分子軌道理論の両方を併せ持つ理論です。
GriffithとOrgelによって初めて定性的に提案された。
配位子場理論は、配位金属錯体の結合、軌道配置、その他の重要な特性を記述するために使用されます。
さらに、p結合を記述し、配位子場安定化エネルギーという観点から、より正確なエネルギーレベルの計算を行うことができる。
より正確には、配位子場理論は、金属イオンのd軌道間の電子分布とその立体化学的活性度を判断するために用いられる。
結晶場の理論では共有結合の記述は見られない。
したがって、配位子場理論がより現実的なモデルとして、配位子錯体の物性を記述するために適用される。
結晶場理論と配位子場の違い
定義
結晶場理論。
結晶場理論とは、金属結晶の電子構造を記述する理論です。
リガンドフィールド理論。
結晶場理論や分子軌道理論を改良した理論。
フォーカス
結晶場理論。
リガンドフィールド理論。
配位子場理論は、金属イオンと配位子間の静電的相互作用と共有結合の両方を記述する。
アプリケーション
結晶場理論。
結晶場理論：遷移金属の電子構造のみを提供する。
配位子場理論(Ligand Field Theory) 配位子場理論：遷移金属の電子的、光学的、結合的な特性を与える。
リアリズム
クリスタルフィールド理論。
リガンドフィールド理論。
配位子場理論は、結晶場理論よりも現実的です。
まとめ – 結晶場理論と配位子場理論
結晶場理論は、紫外可視スペクトルを支配する電子エネルギー準位を記述する静電的アプローチであるが、金属イオンと配位子間の結合は記述していない。
配位子場理論は、結晶場理論から導かれる完全な記述です。
結晶場理論とは異なり、配位子場理論は金属イオンと配位子との結合を記述する。
これが、結晶場理論と配位子場理論の違いです。
