エバンス メソッド

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Inorganic Chemistry
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JoVE Science Education Inorganic Chemistry
The Evans Method

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08:19 min
April 30, 2023

概要

ソース: タマラ ・ m ・力、化学科テキサス A & M 大学

ほとんどの有機性分子は反磁性、前記、債券、多くの遷移金属錯体の電子がペアになりすべてが常磁性、地面のある状態不対電子のです。リコール フントの規則は、似たようなエネルギーの軌道の電子が埋めるを組み合わせる前に不対電子の数を最大化する軌道の状態します。遷移金属が部分的にdを設定-軌道のエネルギーが金属に配位子の調整によって様々 な範囲に摂動します。したがって、 d-軌道はエネルギー、互いに似ていますが、すべて縮退はないです。これにより、ペアすべての電子、反磁性または常磁性、不対電子を持つ錯体。

金属の複合体中の不対電子の数を知ることは、配位子の配位子 (クリスタル フィールド) 電界と同様、酸化状態と金属錯体のジオメトリに手がかりを提供できます。これらのプロパティは大きく分光と遷移金属錯体の反応性に影響を与えるし、理解することが重要。

不対電子の数をカウントする方法の 1 つは、 χ、配位化合物の磁気感受性を測定することです。帯磁は材料 (または複合) ときの磁化の測定応用磁気フィールドに配置されます。対電子は磁場に少し反発、この反発は、磁場の増加の強さと比例して増加します。その一方で、不対電子は磁界を (より大きい範囲) に引き付けられるし、魅力は、磁場強度に比例して増加します。したがって、不対電子を持つ任意の化合物は、磁場に魅了されるでしょう。1

磁化率測定、我々 は磁気モーメント、μ から不対電子の数に関する情報を取得します。帯磁は磁気モーメント、方程式 12: μ に関連して

Equation 1(1)

定数Equation 2= [(3 kB)/Nβ2)]、β = 電子 (0.93 x 10-20 erg ガウス-1)、N のボーア磁子 = Avogadro の数、kB = ボルツマン定数
M x = モル磁化率 (cm3/mol)
T = 温度 (K)
μ = μBボーア磁子の単位で測定される磁気モーメント = 10-24 JT-1 x 9.27

錯体の磁気モーメント方程式 21:により与えられる

Equation 3(2)

g gyromagnetic 比を = = 2.00023 μB
S = スピン量子数 = ∑ms = [不対電子、 nの数]/2
L = 軌道量子数= ∑ml

この式は、軌道とスピンの両方の貢献です。最初の行遷移金属錯体の軌道の寄与が小さく、したがって省略できます、スピンだけの磁気モーメントにより与えられるので式 3:

Equation 4(3)

直接、スピンだけの磁気モーメントでは、不対電子の数を与えることができる従って。この近似が可能重い金属の軌道の貢献は 2 番目と 3 番目の行の遷移金属のために重要かもしれないが。この貢献は、それが化合物より対になっていない電子は、それよりも、十分に磁気モーメントを膨らませますので重要な可能性があります。したがって、さらに特性評価は、これらの複合体に要求されるかもしれない。

この実験では tris(acetylacetonato)iron(III) (Fe(acac)3) のソリューションの磁気モーメントは実験クロロホルム ・ エヴァンス メソッドを使用して決定されます。

原則

手順

1. 毛細管挿入の準備 軽量化やその他のガスの炎を使用すると、長いパスツール ピペットの先端を溶かします。小さい球根フォームまで炎にピペット チップを慎重に下ろします。クールなガラスを許可します。 シンチレーション バイアル内の 50: 1 (ボリューム) ソリューションを準備重水素化: プロテオ クロロホルム。ピペット 2 mL、重水素化溶媒とこれには、プロテオ溶媒?…

結果

E実験的結果 Fe(acac)3 クロロホルム m (g) 0.0051 0.874 MW (g/mol) 353.17 n/a n (mol) 1.44⋅10-5</…

Applications and Summary

エバンス メソッド水溶性金属錯体の磁気感受性を得るためのシンプルで実用的なメソッドです。これは、分光、磁気特性と複合体の反応性に関係のある金属の複合体中の不対電子の数を提供します。

金属錯体のキー プロパティである不対電子の数を与える常磁性種の磁化率を測定します。金属錯体の反応性はその電子構造 – 影響、つまり、どのように d 軌道が生成され…

参考文献

  1. Miessler, G. L., Fischer, P. J., Tarr, D. A. Inorganic Chemistry. 5 ed. Pearson. (2014).
  2. Drago, R. S. Physical Methods for Chemists. 2 ed. Saunders College Publishing. (1992).
  3. Girolami, G. S., Rauchfuss, T. B., Angelici, R. J. Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry: A Laboratory Manual. 3 ed. University Science Books. Sausalito, CA, (1999).

筆記録

1. 毛細管挿入の準備 軽量化やその他のガスの炎を使用すると、長いパスツール ピペットの先端を溶かします。小さい球根フォームまで炎にピペット チップを慎重に下ろします。クールなガラスを許可します。 シンチレーション バイアル内の 50: 1 (ボリューム) ソリューションを準備重水素化: プロテオ クロロホルム。ピペット 2 mL、重水素化溶媒とこれには、プロテオ溶媒?…