20.9
La teoria del campo cristallino può essere usata per definire complessi metallici di transizione planare, tetraedrica e quadrata, in modo analogo all'applicazione di questa teoria nei complessi ottaedrici. Per esempio, per modellare lo ione tetracloronickelate tetraedrico(II)ogni ligando cloruro è sostituito da una carica puntiforme negativa, risultando in un campo cristallino tetraedrico. Per via dell'influenza di questo campo, gli orbitali dxy, dyz e dxz hanno un'energia maggiore rispetto agli orbitali dx² y² e dz².
Ciò è attribuito alla più forte interazione fra il campo cristallino tetraedrico e gli orbitali dxy, dyz e dxz. Gli orbitali di energia superiore possiedono simmetria t₂ e sono indicati come l'insieme t₂, mentre gli orbitali di energia inferiore hanno simmetria e e comprendono l'insieme e. In confronto alla divisione degli orbitali d nei complessi ottaedrici, le energie relative degli orbitali nei complessi tetraedrici sono invertite e l'energia di divisione del campo cristallino, o Δtet, è inferiore.
In complessi planari quadrati come lo ione tetracyanonickelate(II)tutti i ligandi si trovano nel piano xy. Qui, un campo cristallino planare quadrato è ottenuto sostituendo i ligandi di cianuro con cariche puntiformi negative. Sotto l'influenza di questo campo, gli orbitali d dello ione metallico sono suddivisi in quattro diversi livelli di energia.
Qui, l'orbitale dx² y² è l'orbitale a più alta energia e ha i lobi che puntano direttamente alle cariche del legante. L'orbitale dxy è il prossimo in energia con i lobi che si trovano sullo stesso piano delle cariche del legante. L'orbitale dz² ha un'energia ancora più bassa, attribuita a una piccola sovrapposizione fra l'orbitale dz² e il campo cristallino nel piano xy.
L'insieme di orbitali a più bassa energia, dxz e dyz, ha un'interazione relativamente minima con il campo cristallino. L'energia di divisione del campo cristallino in complessi planari quadrati, o Δsp, è definita come la differenza di energia fra l'orbitale a più alta energia, dx² y², e gli orbitali a bassa energia, dyz e dxz. Supponendo le stesse molecole di ione metallico e ligando per tutti i complessi, il rapporto fra Δtet, Δsp e Δoct è 0, 44:1, 7:1.
Complessi tetraedrici
La teoria del campo cristallino (CFT) è applicabile a molecole con geometrie diverse da quelle ottaedriche. Nei complessi ottaed…
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