Anorganische Chemie
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Moderne Anorganische Chemie
E. Riedel (Hrsg.), C. Janiak, T.M. Klapötke, H.J. Meyer
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Anorganische Chemie Anorganik ist mehr als nur Salze; hier gibt es Antworten auf Fragen rund um die "unbelebte Chemie" der Elemente und ihrer Verbindungen.

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Alt 24.02.2018, 20:31   #1   Druckbare Version zeigen
gsicht92  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
Ligandenfeldtheorie

Hallo,

Mit der Ligandenfeldtheorie soll man ja bestimmen können, welche Komplexe sich bilden, also wenn ich das Zentralatom und den Liganden gegeben hab, soll ich sagen können,in welchem Verhältnis die sich verbinden. Wie kann ich aber bestimmen, wie viele Elektronen überhaupt an der Bindung teilnehmen ? Ich verstehe durchaus die Ligadenfeldaufspaltung und die Entwicklung von high-spin und low-spin Komplexen, aber ich verstehe eben nicht wie ich auf die Verhältnisformel der Komplexverbindung komme und wieviele Elektronen ich dann insgesamt auf meine d-Orbitale verteilen kann. Könnte mir das jemand vielleicht anhand eines Beispiels erklären ? z.B anhand von [Fe(iii)(H2O6)]3+ (Hexaaquaeisen(3) Komplexes. Warum kann Eisen 6 Liganden binden, obwohl es doch in der Oxidatiostufe +3 nur noch 5 Valenzelektronen hat. Und was tragen die H2O Moleküle überhaupt zu der Verbindung bei ?
Wäre sehr dankbar für Hife

Viele Grüße
gsicht92 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 28.02.2018, 18:30   #2   Druckbare Version zeigen
NapalmDeath Männlich
Mitglied
Beiträge: 153
AW: Ligandenfeldtheorie

Hi gsicht92,

du darfst dir das im Fall von Komplexen nicht mehr vorstellen wie klassische kovalente Bindungen zwischen Liganden und Metallatom. Man spricht deswegen ja auch von koordinativen Bindungen. Die Elektronen die zur Bindungsbildung herangezogen werden stammen in diesem Fall von den Liganden.

Für mich ist es allerdings generell viel überzeugender, sich dieser Sache aus der Richtung der Molekülorbitaltheorie anzunähern. Ich weiß nicht wie weit du damit vertraut bist, aber vielleicht hilft es ja. Im folgenden ist das MO-Schema eines oktaedrischen Komplexes dargestellt (ohne Pi-Bindungsanteile).



Übertragen wir das auf dein Hexaaquaeisen(III)-Beispiel, so kann man erkennen, dass jeder Wasser-Ligand mit einem Orbital zur Bindung beiträgt. Dies geschieht durch Überlappung der 6 Ligandenorbitale mit den 4s- und 4p-Orbitalen, sowie des 3dx²-y²- und 3d-Orbitals. Daraus entstehen 6 bindende MOs, die gedanklich mit den Elektronen aus den Ligandenorbitalen aufgefüllt werden können und 6 antibindende Orbitale. Die anderen 3d-Orbitale haben keine Nettoüberlappung mit den Ligandenorbitalen und sind daher nichtbindend. Diese, sowie die zwei antbindenden e*g-Orbitale kennst du vermutlich aus den klassischen Aufspaltungsschemata und auf diese werden dann die Elektronen des Zentralmetalls verteilt.

Soweit zur Theorie. Im Endeffekt bedeutet das vereinfacht gesagt in Bezug auf deine Frage, dass du lediglich schauen musst, in welcher Oxidationsstufe dein Metallatom sich befindet.

Fe(III) steht in der 8. Nebengruppe und hat daher d5-Konfiguration. Es müssen also 5 Elektronen in das Aufspaltungsschema aufgeteilt werden.

Es verbleibt dabei dennoch die Frage, wie man zunächst auf die richtige Koordination und damit die Verhältnisformel kommen kann. Denn das wurde ja bis jetzt von mir vorausgesetzt. In dieser Frage kommt man auch ziemlich weit, wenn man lediglich mit den Aufspaltungsschemata vertraut ist. Schau dir hierzu am besten mal die Ligandenfeldstabilsierungsenergie (LFSE) an. Bezogen auf dein Beispiel könntest du damit schon ziemlich leicht entscheiden, was für ein Komplex sich bildet, wenn du Fe(III) und Wasser gegeben hättest.

Ich hoffe das hilft dir ein wenig.

Liebe Grüße,

Nico
NapalmDeath ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.03.2018, 22:33   #3   Druckbare Version zeigen
gsicht92  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
AW: Ligandenfeldtheorie

Hallo Nico,

Vielen Dank für deine Antwort ! Wirklich sehr gut erklärt ! Meine Frage hat sich mittlerweile geklärt.
gsicht92 ist offline   Mit Zitat antworten
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