ความแตกต่างระหว่างระนาบสี่เหลี่ยมและสี่เหลี่ยมจตุรัส

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสี่เหลี่ยมจัตุรัสระนาบและสี่เหลี่ยมจตุรัสคือคอมเพล็กซ์ระนาบสี่เหลี่ยมมีไดอะแกรมฟิลด์คริสตัลสี่ชั้น แต่คอมเพล็กซ์จัตุรมุขมีไดอะแกรมฟิลด์คริสตัลสองชั้น

ทฤษฎีสนามคริสตัลเป็นทฤษฎีในวิชาเคมีที่อธิบายการแตกของออร์บิทัลอิเล็กตรอน (ส่วนใหญ่เป็น d และ f ออร์บิทัล) อันเนื่องมาจากสนามไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากประจุไอออนรอบอะตอม ทฤษฎีนี้มีความสำคัญมากในการอธิบายคุณสมบัติของสารเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชัน เราสามารถอธิบายโครงสร้างของระนาบสี่เหลี่ยมและสี่เหลี่ยมจัตุรัสได้เช่นกัน

สี่เหลี่ยมระนาบเชิงซ้อนคืออะไร

ระนาบสี่เหลี่ยมจัตุรัสคือคอมเพล็กซ์การประสานงานที่มีอะตอมโลหะตรงกลางล้อมรอบด้วยอะตอมสี่ธาตุในมุมของระนาบสี่เหลี่ยมเดียวกัน มุมพันธะของพันธะในโครงสร้างนี้คือ 90° โลหะทรานซิชันที่มีการกำหนดค่าอิเล็กตรอนสิ้นสุด d^{8 ในรูปแบบคอมเพล็กซ์การประสานงานที่มีเรขาคณิตของโมเลกุลนี้ ตัวอย่างเช่น Rh(I), Ir(I), Pd(II) เป็นต้น หมายเลขประสานงานสำหรับคอมเพล็กซ์ระนาบสี่เหลี่ยมคือสี่}

เราสามารถอธิบายโครงสร้างของสารเชิงซ้อนเหล่านี้ได้โดยใช้ทฤษฎีสนามคริสตัล (CFT) ตามทฤษฎีนี้ คอมเพล็กซ์ระนาบสี่เหลี่ยมมีไดอะแกรมฟิลด์คริสตัลสี่ชั้น และการแยกชั้นสี่ระดับนี้มีชื่อว่า D_4h ระดับพลังงานสี่ระดับที่ได้ชื่อว่า d_x2-y2, d_{xy, d}z2_{, และ [d}xz_{, d}yz_{]นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์เฉพาะระหว่างเรขาคณิตระนาบสี่เหลี่ยมและเรขาคณิตจัตุรมุข เราสามารถแปลงเรขาคณิตจัตุรมุขให้เป็นเรขาคณิตระนาบสี่เหลี่ยมโดยการทำให้จัตุรมุขแบน และการแปลงนี้เป็นแนวทางสำหรับไอโซเมอไรเซชันของสารเชิงซ้อนจัตุรมุข}

Tetrahedral Complexes คืออะไร

จัตุรมุขเป็นคอมเพล็กซ์การประสานงานที่มีอะตอมโลหะตรงกลางล้อมรอบด้วยอะตอมสี่องค์ประกอบในมุมของจัตุรมุข มุมพันธะของพันธะในโครงสร้างนี้อยู่ที่ประมาณ 109.5° อย่างไรก็ตาม หากองค์ประกอบต่างกัน มุมพันธะก็จะแตกต่างกันไป โลหะทรานซิชันมีสองประเภทที่สามารถสร้างคอมเพล็กซ์ประเภทนี้ได้: โลหะที่มีการกำหนดค่า d⁰ และ d^{10 การกำหนดค่า}

นอกจากนี้ ตามทฤษฎีสนามคริสตัล คอมเพล็กซ์จัตุรมุขมีไดอะแกรมฟิลด์คริสตัลสองชั้น ระดับพลังงานสองระดับของแผนภาพนี้ประกอบด้วยออร์บิทัลสองชุด: d_xy, d_xz, d_yz ในหนึ่งเดียว ระดับพลังงาน และ d_x2-y2, d_{z2 ในอีกชุด}

ระนาบสี่เหลี่ยมและสี่เหลี่ยมจตุรัสต่างกันอย่างไร

ทฤษฎีสนามคริสตัลมีความสำคัญมากในการอธิบายคุณสมบัติของสารเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชัน เช่นเดียวกับโครงสร้างของระนาบสี่เหลี่ยมจัตุรัสและเชิงซ้อนจัตุรมุข ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสี่เหลี่ยมจัตุรัสระนาบและสี่เหลี่ยมจตุรัสคือคอมเพล็กซ์ระนาบสี่เหลี่ยมมีไดอะแกรมฟิลด์คริสตัลสี่ชั้น แต่คอมเพล็กซ์จัตุรมุขมีไดอะแกรมฟิลด์คริสตัลสองชั้น

ยิ่งกว่านั้น โลหะทรานซิชันที่มีโครงแบบอิเลคตรอนที่ลงท้ายด้วย d⁸ โครงรูปมีแนวโน้มที่จะสร้างสารเชิงซ้อนที่มีระนาบสี่เหลี่ยม ในขณะที่โลหะมี d⁰ โครงแบบและ d^{10 โครงแบบมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสเชิงซ้อน}

อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงการเปรียบเทียบเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างระนาบสี่เหลี่ยมและสี่เหลี่ยมจตุรัส

Summary – Square Planar vs. Tetrahedral Complexes

ทฤษฎีสนามคริสตัลมีความสำคัญมากในการอธิบายคุณสมบัติของสารเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชัน เราสามารถอธิบายโครงสร้างของระนาบสี่เหลี่ยมและเชิงซ้อนจัตุรมุขได้เช่นกัน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสี่เหลี่ยมจัตุรัสระนาบและสี่เหลี่ยมจตุรัสคือคอมเพล็กซ์ระนาบสี่เหลี่ยมมีไดอะแกรมฟิลด์คริสตัลสี่ชั้นในขณะที่คอมเพล็กซ์จัตุรมุขมีไดอะแกรมฟิลด์คริสตัลสองชั้น