הבדל מפתח - VBT לעומת CFT
המונח VBT מייצג את תיאוריית קשר הערכיות. זוהי תיאוריה המשמשת לתיאור היווצרות של קשרים כימיים שונים בין אטומים. תיאוריה זו מסבירה את החפיפה או הערבוב של אורביטלים אטומיים ליצירת קשרים כימיים. המונח CFT מייצג את תורת השדה קריסטל. זהו מודל שנועד להסביר את השבירה של ניוונות (קליפות אלקטרוניות בעלות אנרגיה שווה) של אורביטלים אלקטרוניים (בדרך כלל d או f orbitals) עקב השדה החשמלי הסטטי שנוצר על ידי אניון או אניונים (או ליגנדים) שמסביב. ההבדל העיקרי בין VBT ל-CFT הוא ש-VBT מסביר את ערבוב האורביטלים ואילו CFT מסביר את הפיצול של האורביטלים.
מה זה VBT
המונח VBT מייצג את תיאוריית קשר הערכיות. זה מסביר את הקשר הכימי של תרכובת קוולנטית. לפיכך VBT מסביר כיצד נוצר קשר קוולנטי. קשר קוולנטי נוצר באמצעות שיתוף אלקטרונים בין אטומים. אטומים חולקים אלקטרונים כדי למלא את תצורת האלקטרונים שלהם (אחרת הם לא יציבים). האלקטרונים משותפים על ידי ערבוב או חפיפה של אורביטלים אטומיים. אבל לפני שמתרחשת חפיפה, יש למלא כמה דרישות.
ישנם שני סוגים של קשרים קוולנטיים כמו קשרי סיגמה וקשרי פי. קשרים אלה נוצרים באמצעות חפיפה של אורביטלים אטומיים. חפיפה של אורביטלים תמיד יוצרת קשרי סיגמה. חפיפה של אורביטלים p גורמת ליצירת קשרי pi. החפיפה של אורביטלים אטומיים s ו-p גורמת להיווצרות של אורביטלים היברידיים; לפיכך, התהליך נקרא הכלאה.
איור 01: הכלאה של 2s ו-2p Orbitals
ישנם שלושה אורביטלים היברידיים עיקריים שיכולים להיווצר:
- sp אורביטל היברידי - נוצר באמצעות הכלאה של אורביטל אחד s ואחד p.
- sp2 אורביטל היברידי – נוצר באמצעות הכלאה של אורביטלים s ושני p.
- sp3 אורביטל היברידי - נוצר באמצעות הכלאה של אורביטלים s אחד ושלושה p.
מה זה CFT?
המונח CFT מייצג תיאוריית שדה קריסטל. תורת שדות הקריסטלים היא מודל שנועד להסביר את שבירת ניוונות (קליפות אלקטרוניות בעלות אנרגיה שווה) של אורביטלים אלקטרונים (בדרך כלל אורביטלים d או f) עקב השדה החשמלי הסטטי המופק על ידי אניון או אניונים (או ליגנדים) שמסביב. תאוריית שדה הקריסטל משמשת לעתים קרובות כדי להדגים את ההתנהגות של מתחמי יוני מתכת מעבר. תיאוריה זו יכולה להסביר גם על תכונות מגנטיות, צבעים של מתחמי קואורדינציה, אנטלפיות הידרציה וכו'.
Theory
האינטראקציה בין יון המתכת לליגנדים נובעת מהמשיכה בין יון המתכת בעל מטען חיובי לבין האלקטרונים הבלתי מזווגים (מטען שלילי) של הליגנד. תיאוריה זו מתבססת בעיקר על השינויים המתרחשים בחמישה אורביטלי d אלקטרונים מנוונים (לאטום מתכת יש חמישה אורביטלים d). כאשר ליגנד מתקרב ליון המתכת, האלקטרונים הבלתי מזווגים קרובים יותר לכמה אורביטלים d בהשוואה לארביטלים d אחרים של יון המתכת. זה גורם לאובדן ניוון. האלקטרונים באורביטלים d דוחים את האלקטרונים של הליגנד (שניהם טעונים שליליים). מכאן שלאורביטלים d הקרובים יותר לליגנד יש אנרגיה גבוהה מאורביטלים d אחרים. התוצאה היא פיצול של אורביטלים d לאורביטלים d עם אנרגיה גבוהה ואורביטלים d עם אנרגיה נמוכה, בהתבסס על האנרגיה.
כמה גורמים המשפיעים על פיצול זה כוללים את אופי יון המתכת, מצב החמצון של יון מתכת, סידור הליגנדים סביב יון המתכת המרכזי ואופי הליגנדים.לאחר הפיצול של אורביטלים d אלה על בסיס אנרגיה, ההבדל בין אורביטלים d באנרגיה גבוהה לנמוכה ידוע כפרמטר פיצול עם גבישים (∆oct עבור קומפלקסים אוקטהדרלים).
איור 02: דפוס פיצול במתחמים אוקטהדרלים
דפוס פיצול
מכיוון שיש חמישה אורביטלים d, הפיצול מתרחש ביחס של 2:3. במתחמים אוקטהדרליים, שני אורביטלים נמצאים ברמת האנרגיה הגבוהה (הידועה ביחד בשם למשל) ושלושה אורביטלים נמצאים ברמת האנרגיה הנמוכה יותר (הידועה ביחד כ-t2g). במתחמים טטרהדרלים מתרחש ההפך; שלושה אורביטלים נמצאים ברמת האנרגיה הגבוהה ושניים ברמת האנרגיה הנמוכה.
מה ההבדל בין VBT ל-CFT?
VBT לעומת CFT |
|
| המונח VBT מייצג את תיאוריית קשר הערכיות. | המונח CFT מייצג תיאוריית שדה קריסטל. |
| תיאוריה | |
| VBT היא תיאוריה שמסבירה את היווצרותו של קשר קוולנטי באמצעות הכלאה של אורביטלים אטומיים. | CFT הוא מודל שנועד להסביר את השבירה של ניוונות של אורביטלים אלקטרונים עקב שדה חשמלי סטטי שנוצר על ידי אניון או אניונים שמסביב |
| הסבר | |
| VBT מסביר את ערבוב האורביטלים. | CFT מסביר את הפיצול של אורביטלים. |
סיכום – VBT לעומת CFT
המונח VBT מייצג את תיאוריית קשר הערכיות. המונח CFT מייצג תורת שדות גבישים. ההבדל העיקרי בין VBT ל-CFT הוא ש-VBT מסביר את ערבוב האורביטלים ואילו CFT מסביר את הפיצול של האורביטלים.
