ההבדל בין קומפלקסים מישוריים לטטרהדרלים מרובעים

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

ההבדל העיקרי בין קומפלקסים מישוריים לטטרהדרלים הוא שלמתחמים מישוריים מרובעים יש דיאגרמת שדות גבישים בארבע שכבות, אבל למתחמים הטטרהדרלים יש דיאגרמת שדות גבישים דו-שכבתיים.

תורת שדות גבישים היא תיאוריה בכימיה המתארת שבירה של אורביטלים אלקטרונים (בעיקר אורביטלים d ו-f) עקב השדה החשמלי הסטטי שנוצר מהמטען האניוני בסביבתו של אטום. התיאוריה חשובה מאוד בתיאור המאפיינים של מתחמי מתכת מעבר. אנו יכולים לתאר גם את המבנים של קומפלקסים מישוריים וטטרהדרלים מרובעים.

מהם קומפלקסים מישוריים מרובעים

מתחמים מישוריים מרובעים הם מתחמי קואורדינציה שיש להם אטום מתכת מרכזי המוקף בארבעה אטומים מרכיבים בפינות של אותו מישור מרובע. זוויות הקשר של הקשרים במבנה זה הן 90°. מתכות מעבר בעלות תצורת האלקטרונים המסתיימת ב-d^{8 יוצרות מתחמי קואורדינציה בעלי גיאומטריה מולקולרית זו. לדוגמה, Rh(I), Ir(I), Pd(II) וכו'. מספר התיאום עבור קומפלקס מישורי מרובע הוא ארבע.}

נוכל לתאר את המבנה של קומפלקסים אלה באמצעות תיאוריית השדות הקריסטלים (CFT). על פי תיאוריה זו, לקומפלקס מישורי מרובע יש דיאגרמת שדות גבישים בארבע שכבות. בנוסף, לפיצול ארבע השכבות הזה קוראים D_4h ארבע רמות האנרגיה המתקבלות נקראות d_x2-y2, d_{xy, d}z2_{, ו-[d}xz_{, d}yz_{].יתר על כן, קיים קשר ספציפי בין גיאומטריה מישורית מרובעת לגיאומטריה טטרהדרלית. נוכל להמיר גיאומטריה טטרהדרלית לגיאומטריה מישורית מרובעת על ידי שיטוח הטטרהדרון. בנוסף, המרה זו מספקת מסלול לאיזומריזציה של המתחמים הטטרהדרליים.}

מהם קומפלקסים טטרהדרלים?

קומפלקסים טטרהדרלים הם מתחמי קואורדינציה שיש להם אטום מתכת מרכזי המוקף בארבעה אטומים מרכיבים בפינות של טטרהדרון. זוויות הקשר של הקשרים במבנה זה הן בערך 109.5°. עם זאת, אם המרכיבים שונים זה מזה, זוויות הקשר משתנות. ישנם שני סוגים של מתכות מעבר שיכולות ליצור סוג זה של קומפלקס: מתכות בעלות תצורת d⁰ ותצורת d^10.

יתר על כן, על פי תורת שדות הגבישים, למתחמים הטטרהדרלים יש דיאגרמת שדות גבישים דו-שכבתיים. שתי רמות האנרגיה של דיאגרמה זו כוללות שתי קבוצות של אורביטלים: d_xy, d_xz, d_yz באחד רמת האנרגיה, ו-d_x2-y2, d_{z2 בקבוצה השנייה.}

מה ההבדל בין קומפלקסים מישוריים וטטרהדרלים?

תורת שדות הגבישים חשובה מאוד בתיאור המאפיינים של מתחמי מתכת מעבר, כמו גם את המבנים של קומפלקסים מישוריים וטטרהדרלים מרובעים. ההבדל העיקרי בין קומפלקסים מישוריים לטטרהדרלים הוא שלמכלולים מישוריים מרובעים יש דיאגרמת שדות גבישים בארבע שכבות, אך למתחמים הטטרהדרלים יש דיאגרמת שדות גבישים דו-שכבתיים.

יתרה מכך, מתכות מעבר שתצורות האלקטרונים שלהן מסתיימות בתצורת d⁸ נוטות ליצור קומפלקסים מישוריים מרובעים, בעוד שמתכות בעלות תצורת d⁰ ו תצורת d^{10 נוטה ליצור קומפלקסים טטרהדרלים.}

האינפוגרפיקה שלהלן מציגה השוואות נוספות לגבי ההבדל בין מתחמים מישוריים לטטרהדרלים מרובעים.

סיכום – קומפלקסים מישוריים מול טטרהדרלים

תורת שדות גבישים חשובה מאוד בתיאור המאפיינים של מתחמי מתכת מעבר. אנו יכולים לתאר גם את המבנים של קומפלקסים מישוריים וטטרהדרלים מרובעים. ההבדל העיקרי בין קומפלקסים מישוריים לטטרהדרליים הוא שלמכלולים מישוריים מרובעים יש דיאגרמת שדה גביש בעלת ארבע שכבות, ואילו למתחמים טטרהדרלים יש דיאגרמת שדות גבישי דו-שכבתי.