Diferença entre VBT e CFT

Diferença de chave - VBT vs CFT
 

O termo VBT significa teoria da ligação de valência. É uma teoria usada para descrever a formação de diferentes ligações químicas entre átomos. Essa teoria explica a sobreposição ou mistura de orbitais atômicos para formar ligações químicas. O termo CFT significa teoria dos campos de cristal. É um modelo projetado para explicar a quebra de degenerescências (invólucros de elétrons de igual energia) dos orbitais de elétrons (geralmente orbitais d ou f) devido ao campo elétrico estático produzido por um ânion ou ânions (ou ligantes) circundantes. A principal diferença entre VBT e CFT é que VBT explica a mistura de orbitais enquanto CFT explica a divisão de orbitais.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é VBT 
3. O que é CFT
4. Comparação lado a lado - VBT vs CFT em forma de tabela
5. Resumo

O que é VBT

O termo VBT significa teoria da ligação de valência. Explica a ligação química de um composto covalente. Portanto, o VBT explica como uma ligação covalente é formada. Uma ligação covalente é formada através do compartilhamento de elétrons entre átomos. Os átomos compartilham elétrons para preencher sua configuração eletrônica (caso contrário, são instáveis). Os elétrons são compartilhados através da mistura ou sobreposição de orbitais atômicos. Porém, antes que ocorra sobreposição, vários requisitos devem ser cumpridos.

Existem dois tipos de ligações covalentes como ligações sigma e ligações pi. Essas ligações são formadas através da sobreposição de orbitais atômicos. A sobreposição de orbitais s sempre forma ligações sigma. A sobreposição de orbitais p causa a formação de ligações pi. A sobreposição de orbitais atômicos s e p causa a formação de orbitais híbridos; portanto, o processo é chamado de hibridação.

Figura 01: Hibridação dos orbitais 2s e 2p

Existem três principais orbitais híbridos que podem ser formados:

1. Orbital Híbrido sp - Formado por hibridação de um orbital p e s.
2. Orbital Híbrido sp2 - Formado por hibridação de um e dois orbitais p.
3. Orbital Híbrido sp3 - Formado por hibridação de um e três orbitais p.

O que é CFT?

O termo CFT significa teoria dos campos de cristal. A teoria do campo de cristais é um modelo projetado para explicar a quebra de degenerescências (invólucros de elétrons de energia igual) dos orbitais de elétrons (geralmente orbitais d ou f) devido ao campo elétrico estático produzido por um ânion ou ânions (ou ligantes) circundantes. A teoria do campo de cristal é frequentemente usada para demonstrar o comportamento de complexos de íons de metais de transição. Essa teoria também pode explicar sobre propriedades magnéticas, cores de complexos de coordenação, entalpias de hidratação, etc..

Teoria

A interação entre o íon metálico e os ligantes é devida à atração entre o íon metálico com uma carga positiva e os elétrons não pareados (carga negativa) do ligante. Essa teoria é baseada principalmente nas alterações que ocorrem em cinco orbitais degenerados de elétrons d (um átomo de metal possui cinco orbitais d). Quando um ligante se aproxima do íon metálico, os elétrons não emparelhados ficam mais próximos de alguns orbitais d quando comparados com outros orbitais d do íon metálico. Isso causa uma perda de degeneração. Os elétrons nos orbitais d repelem os elétrons do ligante (ambos têm carga negativa). Portanto, os orbitais d que estão mais próximos do ligante têm uma energia alta do que outros orbitais d. Isso resulta na divisão dos orbitais d em orbitais d de alta energia e orbitais d de baixa energia, com base na energia.

Alguns fatores que afetam essa divisão incluem a natureza do íon metálico, o estado de oxidação do íon metálico, a disposição dos ligantes ao redor do íon central e a natureza dos ligantes. Após a divisão desses orbitais d com base na energia, a diferença entre os orbitais d de alta e baixa energia é conhecida como parâmetro de divisão de cristal (∆_outubro para complexos octaédricos).

Figura 02: Padrão de divisão em complexos octaédricos

Padrão de divisão

Como existem cinco orbitais d, a divisão ocorre na proporção de 2: 3. Nos complexos octaédricos, dois orbitais estão no alto nível de energia (coletivamente conhecido como por exemplo) e três orbitais estão no nível de energia mais baixo (coletivamente conhecido como t2g). Nos complexos tetraédricos, ocorre o contrário; três orbitais estão no nível mais alto de energia e dois no nível mais baixo de energia.

Qual é a diferença entre VBT e CFT?

VBT vs CFT
O termo VBT significa teoria da ligação de valência.	O termo CFT significa teoria dos campos de cristal.
Teoria
VBT é uma teoria que explica a formação de uma ligação covalente via hibridação de orbitais atômicos.	A CFT é um modelo projetado para explicar a quebra de degenerescências de orbitais de elétrons devido ao campo elétrico estático produzido por um ânion ou ânions ao redor
Explicação
VBT explica a mistura de orbitais.	CFT explica a divisão de orbitais.

Resumo - VBT vs CFT

O termo VBT significa teoria da ligação de valência. O termo CFT significa teoria dos campos cristalinos. A principal diferença entre VBT e CFT é que o VBT explica a mistura de orbitais enquanto que a CFT explica a divisão de orbitais.

Referência:

1. "Teoria do campo de cristal". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 18 de fevereiro de 2018, disponível aqui.
2. "Teoria de Valence Bond". Química LibreTexts, Libretexts, 24 de janeiro de 2018, disponível aqui.

Cortesia da imagem:

1. "Sp hybridization" Por Tem5psu - Trabalho próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Divisão do campo de cristal octaédrico” Por YanA, usuário da Wikipedia em inglês (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia