20.9
結晶場理論は、四面体および正方形の平面遷移金属錯体を、八面体錯体におけるこの理論の適用と同様の方法でモデル化するために使用できます。
たとえば、四面体テトラクロロニッケル酸(II)イオンをモデル化するには、各塩化物配位子を負の点電荷に置き換えて、四面体結晶場を生成します。
この場の影響により、dxy、dyz、およびdxz軌道は、dx2−y2およびdz2軌道よりもエネルギーが高くなります。これは、四面体結晶場とdxy、dyz、およびdxz軌道との間の相互作用が強いことに起因しています。
高エネルギー軌道はt2対称性を持ち、t2 集合と呼ばれ、低エネルギー軌道は e 対称性を持ち、e セットを構成します。
八面体錯体におけるd軌道の分裂と比較して、四面体錯体における軌道の相対エネルギーは逆転し、結晶場分裂エネルギー、すなわちΔテトは低くなる。
テトラシアノニッケル酸(II)イオンのような正方形の平面錯体では、すべての配位子がxy平面にあります。ここでは、シアン化物配位子を負の点電荷に置き換えることにより、正方形の平面結晶場が得られます。
この磁場の影響下で、金属イオンのd軌道は4つの異なるエネルギー準位に分割されます。
ここで、dx2−y2軌道は最高エネルギー軌道であり、配位子電荷を直接指すローブがあります。dxy軌道は次にエネルギーがあり、ローブは配位子の電荷と同じ平面にあります。
dz2軌道は、dz2軌道とxy平面の結晶場との間にわずかな重なりがあるため、エネルギーがさらに低い。軌道の最も低いエネルギーセットであるdxzとdyzは、結晶場との相互作用が比較的最小限です。
正方形平面錯体における結晶場分割エネルギー(Δsp)は、最高エネルギー軌道d x2−y2と最低エネルギー軌道d yzおよびdxzとの間のエネルギー差として定義されます。
すべての錯体で同じ金属イオン分子と配位子分子を仮定すると、Δtet、Δsp、および Δoct の比率は 0.44:1.7:1 です。
四面体型錯体
結晶場理論(CFT)は、八面体以外の幾何学的構造を持つ分子にも適用できます。八面体型錯体では、dx2−y2とdz2の軌道のローブが直接配位子の方を向いています。四面体型錯体の場合、d軌道はそのままですが、軸の間に4つの配位子だけが配置されています。どの軌道も四面体の配位子の方を直接向い…
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