20.9
Die Kristallfeldtheorie kann verwendet werden, um tetraedrische und quadratische planare Übergangsmetallkomplexe analog zur Anwendung dieser Theorie in oktaedrischen Komplexen zu modellieren.
Um beispielsweise das tetraedrische Tetrachlornickelat(II)-Ion zu modellieren, wird jeder Chloridligand durch eine negative Punktladung ersetzt, was zu einem tetraedrischen Kristallfeld führt.
Aufgrund des Einflusses dieses Feldes haben die Orbitale dxy, dyz und dxz eine höhere Energie als die Orbitale dx2-y 2 und dz2. Dies wird auf die stärkere Wechselwirkung zwischen dem tetraedrischen Kristallfeld und den Orbitalen dxy, dyz und dxz zurückgeführt.
Die Orbitale mit höherer Energie besitzen einet2-Symmetrie und werden als t2-Menge bezeichnet, während die Orbitale mit niedrigerer Energie eine e-Symmetrie aufweisen und die e-Menge bilden.
Im Vergleich zur Aufspaltung der d-Orbitale in oktaedrischen Komplexen sind die relativen Energien der Orbitale in tetraedrischen Komplexen invertiert und die Kristallfeldspaltungsenergie (Δtet) ist geringer.
In quadratischen planaren Komplexen wie dem Tetracyanonickelat(II)-Ion liegen alle Liganden in der xy-Ebene. Hier erhält man ein quadratisches planares Kristallfeld, indem die Cyanidliganden durch negative Punktladungen ersetzt werden.
Unter dem Einfluss dieses Feldes werden die d-Orbitale des Metallions in vier verschiedene Energieniveaus aufgeteilt.
Hier ist das dx2-y 2-Orbital das energiereichste Orbital und hat Lappen, die direkt auf die Ligandenladungen zeigen. Das dxy-Orbital ist das nächste in der Energie, wobei die Lappen in der gleichen Ebene wie die Ligandenladungen liegen.
Das dz2-Orbital hat noch eine niedrigere Energie, was auf eine kleine Überlappung zwischen dem dz2-Orbital und dem Kristallfeld in der xy-Ebene zurückzuführen ist. Die Orbitale mit der niedrigsten Energie, dxz und dyz, haben eine relativ minimale Wechselwirkung mit dem Kristallfeld.
Die Kristallfeldspaltungsenergie in quadratischen planaren Komplexen (Δsp) ist definiert als die Energiedifferenz zwischen dem Orbital mit der höchsten Energie, dx2−y2, und den Orbitalen mit der niedrigsten Energie, dyz und dxz.
Unter der Annahme, dass für alle Komplexe die gleichen Metallionen- und Ligandenmoleküle vorhanden sind, beträgt das Verhältnis von Δtet, Δsp und Δoct 0,44:1,7:1.
Tetraederkomplexe
Die Kristallfeldtheorie (CFT) ist auf Moleküle in anderen als oktaedrischen Geometrien anwendbar. In oktaedrischen Komplexen zeigen…
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