強配位子と弱毒性リガンドの違い

主な違い - 強いリガンドと弱いリガンド

配位子とは、中心原子またはイオンと配位共有結合を介して2個の電子を供与または共有する原子、イオンまたは分子のことである。配位子の概念は、配位化学の文脈で語られる。配位子とは、金属イオンとの錯体形成に関連する化学種である。このため、錯化剤とも呼ばれる。リガンドは、その象牙質により、単座、象牙質、三座などがある。デンティンは、リガンドに存在するドナー基の数である。単座とは、リガンドが1つのドナー基しか持っていないことを意味する。歯状とは、リガンド1分子あたり2つのドナー基を持つことを意味する。結晶場の理論に基づき、配位子には大きく分けて強配位子（または強磁場配位子）と弱配位子（または弱磁場配位子）の2種類が存在する。強磁場配位子と弱磁場配位子の大きな違いは、強磁場配位子と結合すると軌道が分裂し、エネルギー準位の高低差が大きくなるのに対し、弱磁場配位子と結合すると軌道が分裂し、エネルギー準位の高低差が小さくなることである。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 結晶場の理論とは 3. 強い配位子とは 4. 弱い配位子とは 5. 並置比較 - 強い配位子と弱い配位子の表形式 6. まとめ

場の結晶論は何ですか？

結晶場理論は、周囲のアニオンやアニオン（あるいは配位子）が発生させる静電場によって、電子軌道（通常はd軌道やf軌道）のシンプリスティック（等エネルギー電子殻層）が破れることを説明するモデルとして記述することができる。この理論は、遷移金属イオン複合体の挙動を示すためによく使われる。この理論により、錯体の磁気的性質、色、水和エンタルピーなどを説明することができる。

理論です。

金属イオンと配位子の相互作用は、正電荷を持つ金属イオンと配位子が持つ不対電子の負電荷が相互に引き合うことで生じるもので、金属イオンと配位子の相互作用は、金属イオンと配位子が持つ不対電子の負電荷が引き合うことで生じる。この理論は、主に5つの凝縮した電子軌道（金属原子は5つのd軌道を持つ）に生じる変化に基づいている。配位子が金属イオンに近い場合、不対電子は金属イオンの他のd軌道よりも一部のd軌道に近い位置にある。そのため、シンプルさが損なわれてしまいます。さらに、d軌道の電子は配位子の電子と反発する（どちらも負に帯電しているため）。その結果、リガンドに近いd軌道は、他のd軌道よりも高いエネルギーを持つことになる。これにより、d軌道はエネルギーに基づき、高エネルギーd軌道と低エネルギーd軌道に分割される。

この分裂に影響を与える要因は、金属イオンの性質、金属イオンの酸化状態、中心金属イオンの周りの配位子の配置、配位子の性質である。エネルギーに基づくd軌道分割の後、高エネルギーd軌道と低エネルギーd軌道の差は、結晶場分割パラメータ（八面体錯体ではΔoct）として知られています。

図01：八面体錯体のスプリッティングパターン

分割パターン：d軌道が5個ある場合、2：3の割合で分割が起こる。八面体錯体では、2つの軌道が高いエネルギーレベル（egと総称）にあり、3つの軌道が低いエネルギーレベル（t2gと総称）にある。四面体錯体ではその逆で、3つの軌道が高いエネルギー準位にあり、2つの軌道が低いエネルギー準位にある。

強配位子は何ですか？

強配位子または強磁場配位子とは、より高い結晶場分裂をもたらす配位子である。これは、強磁場配位子の結合により、エネルギー準位の高い軌道と低い軌道の差が大きくなることを意味する。例えば、CN-（シアノ配位子）、NO2-（ニトロ配位子）、CO（カルボニル配位子）などが挙げられる。

図02：低スピン分裂

これらの配位子による錯体形成では、まず低エネルギー軌道（t2g）が完全に電子で満たされ、その後、他の高エネルギー軌道（eg）で満たされる。このようにして形成された錯体は「低スピン錯体」と呼ばれる。

弱酸性リガンドは何ですか？

弱い配位子または弱電界配位子とは、低い結晶場の分裂をもたらす配位子である。これは、弱電界配位子の結合により、高エネルギー準位と低エネルギー準位の軌道の差が小さくなることを意味している。

図3：高スピン分裂

この場合、2つの軌道のエネルギー準位の差が小さいため、これらの準位にある電子の間で反発が起こり、低エネルギー軌道に比べて高エネルギー軌道は電子で満たされやすくなるのです。これらの配位子で形成される錯体は、「高スピン錯体」と呼ばれる。弱電界配位子の例としては、I-（ヨウ化物配位子）、Br-（臭素化配位子）等が挙げられる。