強配體(strong ligand)和合配位子(weak ligand)的區別

關鍵區別-強配體與弱配體

配體是一個原子、離子或分子，通過與中心原子或離子的配位共價鍵來捐贈或共享兩個電子。在配位化學的作用下，討論了配體的概念。配體是與金屬離子形成配合物有關的化學物種。因此，它們也被稱為絡合劑。配體可以是單齒，雙齒，三齒等，根據配體的牙本質。牙本質是一個配體中存在的供體群的數量。單齒性意味著配體只有一個供體基團。雙齒酸意味著它每一個配體分子有兩個供體基團。基於晶體場理論，有兩種主要的配體類型：強配體（或強場配體）和弱配體（或弱場配體）。強配體與弱配體的關鍵區別在於，強場配體結合後軌道的分裂導致高能級軌道和低能級軌道之間的差異較大，而與弱場配體結合後軌道的分裂導致高能級和低能級的差較小軌道。

什麼是晶體場理論(crystal field theory)？

晶體場理論可以描述為一個模型，用來解釋電子軌道（通常是d或f軌道）的簡併（等能量電子殼層）由於周圍的陰離子或陰離子（或配體）產生的靜電場而破裂。這個理論經常被用來證明過渡金屬離子絡合物的行為。該理論可以解釋配合物的磁性、顏色、水化焓等。

理論：

金屬離子與配體之間的相互作用是帶有正電荷的金屬離子與配體的未成對電子的負電荷相互吸引的結果。這個理論主要是基於五個簡併電子軌道（一個金屬原子有五個d軌道）發生的變化。當配體靠近金屬離子時，未配對的電子比金屬離子的其它d軌道更靠近一些d軌道。這會導致簡併度的喪失。而且，d軌道上的電子排斥配體的電子（因為兩者都帶負電）。因此，更接近配體的d軌道比其他d軌道具有更高的能量。這導致d軌道分裂為高能d軌道和低能d軌道，基於能量。

影響這種分裂的因素有：金屬離子的性質、金屬離子的氧化狀態、中心金屬離子周圍配體的排列以及配體的性質。在基於能量的d軌道分裂後，高能d軌道和低能d軌道之間的差異被稱為晶體場分裂參數（八面體配合物的∆oct）。

圖01：八面體配合物的分裂模式

分裂模式：由於有五個d軌道，分裂發生的比率為2:3。在八面體配合物中，兩個軌道處於高能級（統稱為“eg”），三個軌道處於較低能級（統稱為t2g）。在四面體配合物中，則相反；三個軌道處於較高能級，兩個軌道處於較低能級。

什麼是強配體(strong ligand)？

強配體或強場配體是一種能導致更高晶場分裂的配體。這意味著，一個強場配體的結合導致了高能級和低能級軌道之間的更大差異。例如CN–（氰化物配體）、NO2–（硝基配體）和CO（羰基配體）。

圖02：低自旋分裂

在與這些配體形成配合物的過程中，首先，低能軌道（t2g）在填充到任何其他高能級軌道（eg）之前被完全充滿電子。以這種方式形成的配合物被稱為“低自旋配合物”。

什麼是合配位子(weak ligand)？

弱配位體或弱場配體是能導致較低晶場分裂的配體。這意味著，弱場配體的結合導致了高能級和低能級軌道之間的低差異。

圖3：高自旋分裂

在這種情況下，由於兩個軌道能級之間的低差會導致這些能級中的電子之間產生排斥，因此與低能軌道相比，高能軌道很容易被電子填滿。與這些配體形成的配合物被稱為“高自旋配合物”。弱場配體的實例包括I–（碘化物配體）、Br–（溴化配體）等。

強配體(strong ligand)和合配位子(weak ligand)的區別

強配位vs弱配位
強配體或強場配體是一種能導致更高晶場分裂的配體。	弱配位體或弱場配體是能導致較低晶場分裂的配體。
理論
與強場配體結合後的分裂導致高、低能級軌道之間的較大差異。	與弱場配體結合後的軌道分裂導致高能級和低能級軌道之間的差異較小。
類別
與強場配體形成的配合物稱為低自旋配合物。	與弱場配體形成的配合物稱為高自旋配合物。

總結 - 強配體(strong ligand) vs. 合配位子(weak ligand)

強配體和弱配體是陰離子或分子，它們會導致金屬離子的d軌道分裂為兩個能級。強配體與弱配體的區別在於，與強場配體結合後的分裂導致高、低能級軌道之間的較大差異，而與弱場配體結合後的軌道分裂導致高、低能級軌道之間的差異較小。

引用

1.Helmenstine，Anne Marie，D.“配體定義”，ThoughtCo，2017年2月11日。此處提供2.“配體”，化學劇本，歌詞，2018年1月19日。這裡有3.大英百科全書的編輯。“配體。”大英百科全書，大英百科全書，公司，2010年8月12日。可在此處獲取
2.“配體”，《化學歌詞》，歌詞，2018年1月19日。
3.大英百科全書的編輯。“配體”，《大英百科全書》，大英百科全書，2010年8月12日