Διαφορά μεταξύ εσωτερικών και εξωτερικών τροχιακών συμπλεγμάτων

Κύρια διαφορά – Εσωτερικά έναντι εξωτερικών τροχιακών συμπλεγμάτων

Τα σύμπλοκα συντονισμού είναι μοριακές δομές που αποτελούνται από ένα κεντρικό άτομο ή ιόν που περιβάλλεται από διαφορετικά άτομα ή ομάδες ατόμων. Το κεντρικό άτομο είναι συχνά άτομο μετάλλου μετάπτωσης. Τα γύρω άτομα ή ομάδες ονομάζονται συνδέτες. Αυτοί οι συνδέτες συνδέονται με το κεντρικό άτομο μέσω ομοιοπολικών δεσμών συντεταγμένων. Αυτοί οι δεσμοί σχηματίζονται μεταξύ των μοριακών τροχιακών s και p του συνδέτη και των d ατομικών τροχιακών του ατόμου μετάλλου. Σύμφωνα με τη θεωρία του δεσμού σθένους, τα ατομικά τροχιακά του ατόμου μετάλλου υφίστανται υβριδισμό πριν σχηματίσει τον δεσμό. Υπάρχουν δύο τύποι συμπλεγμάτων συντονισμού που βασίζονται σε αυτό το μοτίβο υβριδοποίησης:συμπλέγματα εσωτερικών τροχιακών και εξωτερικά τροχιακά συμπλέγματα. Αυτά τα ονόματα δίνονται σύμφωνα με τη θέση του τροχιακού d σε σχέση με τη θέση των τροχιακών s και p του ατόμου μετάλλου. Η κύρια διαφορά μεταξύ εσωτερικών και εξωτερικών τροχιακών συμπλόκων είναι ότι ο υβριδισμός των ατομικών τροχιακών του κεντρικού ατόμου μετάλλου του συμπλέγματος εσωτερικού τροχιακού περιλαμβάνει εσωτερικά τροχιακά d ενώ ο υβριδισμός των ατομικών τροχιακών του κεντρικού ατόμου μετάλλου του συμπλέγματος εξωτερικού τροχιακού περιλαμβάνει τα εξωτερικά d τροχιακά.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι τα Εσωτερικά Τροχιακά Συμπλέγματα
      – Ορισμός, Επεξήγηση της Δομής
2. Τι είναι τα εξωτερικά τροχιακά συμπλέγματα
      – Ορισμός, Επεξήγηση της Δομής
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών τροχιακών συμπλεγμάτων
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Ομοιοπολικός δεσμός συντεταγμένων, σύμπλεγμα συντονισμού, υβριδισμός, εσωτερικά τροχιακά συμπλέγματα, συνδετήρας, τροχιακό, εξωτερικά τροχιακά συμπλέγματα, μέταλλο μετάπτωσης, θεωρία δεσμού σθένους

Τι είναι τα Inner Orbital Complexes

Τα εσωτερικά τροχιακά σύμπλοκα είναι ενώσεις συντονισμού που αποτελούνται από ένα κεντρικό άτομο μετάλλου που έχει υβριδισμό των ατομικών τροχιακών συμπεριλαμβανομένων των d τροχιακών του εσωτερικού κελύφους και των τροχιακών s, p από το εξωτερικό κέλυφος. Με άλλα λόγια, το κεντρικό άτομο μετάλλου αυτών των συμπλεγμάτων χρησιμοποιεί τροχιακά d εσωτερικού κελύφους για τον υβριδισμό των ατομικών τροχιακών. Επομένως, αυτά τα d τροχιακά βρίσκονται σε χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο από τα τροχιακά s και p.

Ο πιο συνηθισμένος υβριδισμός του ατόμου μετάλλου σε εσωτερικά τροχιακά σύμπλοκα είναι το dsp. Αλλά μπορεί να υπάρχουν και κάποιοι άλλοι υβριδισμοί, όπως dsp. Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα για να κατανοήσουμε τον σχηματισμό εσωτερικών τροχιακών συμπλεγμάτων.

Παράδειγμα

[Co(NH₃ )₆ ] σύνθετο

Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του κοβαλτίου (Co) είναι [Ar]3d4s.

Από το NH₃ οι συνδέτες δεν φέρουν ηλεκτρικά φορτία, η κατάσταση οξείδωσης του ατόμου Co πρέπει να είναι +3.

Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του Co είναι [Ar]3d.

Για να σχηματιστούν 6 συντεταγμένοι ομοιοπολικοί δεσμοί με τους 6 συνδέτες (NH₃ ), 6 ατομικά τροχιακά θα πρέπει να υβριδοποιηθούν. Επομένως, δύο από τα 3d τροχιακά υβριδοποιούνται με ένα τροχιακό 4s και τρία τροχιακά 4p.

Δεδομένου ότι τα τροχιακά d που εμπλέκονται στον υβριδισμό βρίσκονται στο φλοιό ηλεκτρονίων 3 και τα τροχιακά s και p βρίσκονται στο φλοιό ηλεκτρονίων 4, το σύμπλεγμα συντονισμού που σχηματίζεται με αυτό το άτομο μετάλλου είναι που ονομάζεται εσωτερικό τροχιακό σύμπλεγμα. Τα βέλη σε πορτοκαλί χρώμα δείχνουν τα έξι μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων που δωρήθηκαν από τους έξι συνδέτες.

Τι είναι τα Εξωτερικά Τροχιακά Συμπλέγματα

Τα συμπλέγματα εξωτερικών τροχιακών είναι ενώσεις συντονισμού που αποτελούνται από ένα κεντρικό άτομο μετάλλου που έχει υβριδισμό των ατομικών τροχιακών συμπεριλαμβανομένων των τροχιακών s, p και d από το εξώτατο κέλυφος. Εδώ, όλα τα ατομικά τροχιακά που εμπλέκονται στον υβριδισμό βρίσκονται στο ίδιο ενεργειακό επίπεδο. Δεδομένου ότι τα τροχιακά d που εμπλέκονται σε αυτόν τον υβριδισμό βρίσκονται έξω από τα τροχιακά s και p, τα σύμπλοκα που σχηματίζονται από αυτά τα άτομα μετάλλων ονομάζονται εξωτερικά τροχιακά σύμπλοκα.

Ο πιο συνηθισμένος υβριδισμός που μπορεί να παρατηρηθεί σε αυτό το είδος συμπλεγμάτων είναι το spd. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας ένα παράδειγμα όπως φαίνεται παρακάτω.

Παράδειγμα

[CoF₆ ] σύνθετο είναι ένα σύμπλεγμα συντονισμού.

Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του κοβαλτίου (Co) είναι [Ar]3d4s.

Το ηλεκτρικό φορτίο ενός ατόμου F είναι -1. Επομένως, η κατάσταση οξείδωσης του ατόμου Co πρέπει να είναι +3 προκειμένου να εξισορροπηθεί το συνολικό φορτίο του συμπλόκου.

Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του Co είναι [Ar]3d.

Για να σχηματιστούν ομοιοπολικοί δεσμοί συντεταγμένων, το τροχιακό 4s, τρία τροχιακά 4p και δύο από τα τροχιακά 4d υβριδίζονται.

Δεδομένου ότι τα τροχιακά 4s, 4p και 4d εμπλέκονται στον υβριδισμό, τα μόνα ζεύγη ηλεκτρονίων που προέρχονται από ιόντα φθορίου γεμίζουν σε αυτά τα υβριδικά τροχιακά. Καθώς τα d τροχιακά βρίσκονται έξω από τα τροχιακά s και p, τα σύμπλοκα που σχηματίζονται από αυτά τα μεταλλικά άτομα ονομάζονται εξωτερικά τροχιακά σύμπλοκα.

Διαφορά μεταξύ εσωτερικών και εξωτερικών τροχιακών συμπλεγμάτων

Ορισμός

Εσωτερικά τροχιακά συμπλέγματα: Τα εσωτερικά τροχιακά σύμπλοκα είναι ενώσεις συντεταγμένων που έχουν ένα κεντρικό άτομο μετάλλου που υφίσταται υβριδισμό ατομικών τροχιακών συμπεριλαμβανομένων των εσωτερικών τροχιακών d.

Εξωτερικά τροχιακά συμπλέγματα: Τα συμπλέγματα εξωτερικών τροχιακών είναι ενώσεις συντεταγμένων που έχουν ένα κεντρικό άτομο μετάλλου που υφίσταται υβριδισμό ατομικών τροχιακών συμπεριλαμβανομένων των εξόχως d τροχιακών.

Πιο κοινός υβριδισμός

Εσωτερικά τροχιακά συμπλέγματα: Ο πιο συνηθισμένος υβριδισμός ατόμων μετάλλου σε εσωτερικά τροχιακά σύμπλοκα είναι το dsp.

Εξωτερικά τροχιακά συμπλέγματα: Ο πιο συνηθισμένος υβριδισμός ατόμων μετάλλου σε εξωτερικά τροχιακά σύμπλοκα είναι το sp d.

Επίπεδα ενέργειας

Εσωτερικά τροχιακά συμπλέγματα: Στα εσωτερικά τροχιακά συμπλέγματα, τα τροχιακά d που εμπλέκονται στον υβριδισμό βρίσκονται σε χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο από τα τροχιακά s και p.

Εξωτερικά τροχιακά συμπλέγματα: Στα συμπλέγματα εξωτερικών τροχιακών, τα τροχιακά d που εμπλέκονται στον υβριδισμό βρίσκονται στο ίδιο ενεργειακό επίπεδο με τα τροχιακά s και p.

Κελύφη ηλεκτρονίων

Εσωτερικά τροχιακά συμπλέγματα: Τα εσωτερικά τροχιακά σύμπλοκα αποτελούνται από άτομα μετάλλου που χρησιμοποιούν τροχιακά d εσωτερικού κελύφους για τον υβριδισμό στο κεντρικό άτομο μετάλλου.

Εξωτερικά τροχιακά συμπλέγματα: Τα εξωτερικά τροχιακά σύμπλοκα αποτελούνται από άτομα μετάλλων που χρησιμοποιούν τροχιακά d του εξωτερικού κελύφους για τον υβριδισμό στο κεντρικό άτομο μετάλλου.

Συμπέρασμα

Ο υβριδισμός των ατομικών τροχιακών είναι μια έννοια που χρησιμοποιείται στη θεωρία του δεσμού σθένους για να περιγράψει τον δεσμό μεταξύ δύο ατόμων μέσω της επικάλυψης των ατομικών τροχιακών τους. Αυτή η θεωρία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει τη σύνδεση στα συμπλέγματα συντονισμού. Εδώ, σύμφωνα με το ενεργειακό επίπεδο των d τροχιακών που χρησιμοποιούνται στον υβριδισμό του κεντρικού ατόμου, τα συμπλέγματα συντονισμού είναι σε δύο τύπους ως εσωτερικά τροχιακά σύμπλοκα και εξωτερικά τροχιακά συμπλέγματα. Η κύρια διαφορά μεταξύ εσωτερικών και εξωτερικών τροχιακών συμπλόκων είναι ότι ο υβριδισμός των ατομικών τροχιακών του κεντρικού ατόμου μετάλλου του συμπλέγματος εσωτερικού τροχιακού περιλαμβάνει τα τροχιακά d εσωτερικού κελύφους ενώ ο υβριδισμός των ατομικών τροχιακών του κεντρικού ατόμου μετάλλου του συμπλέγματος εξωτερικού τροχιακού περιλαμβάνει το εξώτατο κέλυφος d τροχιακά.