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결정전기장 이론은 전이 금속 이온과 리간드 분자사이의 정전기 상호 작용을 기반으로 전이 금속 복합체의 전자 구조를 설명합니다. 그것은 자기 및 색상과 같은 전이 금속 복합체의 특정한 특성들을 설명하는 데 이용되었습니다. 전이 금속 복합체에서 리간드 분자와 금속 이온 사이의 정전기적 상호작용은 리간드를 음의 점 전하로 근사하고 이러한 전하로 인한 순정전기장 즉 결정전기장을 계산하여 모델링됩니다.
전이 금속 복합체의 전자 구조는 전이 금속 이온의 원자가 궤도 에너지에 대한 결정전기장의 영향을 조사하여 설명할 수 있습니다. 예를 들어 팔면체 복합체 헥사민코발트 를 모델링할 때 각 아민 리간드는 음의 점 전하로 대체되어 팔면체 결정장을 생성합니다. 이 마당의 영향으로 Co 이온의 5d 궤도 에너지는 동일하지 않게 됩니다.
여기서 dx²−y² 및 dz² 궤도는 dxy, dyz 및 dxz 궤도보다 에너지가 높습니다 이것은 d 궤도의 방향에 기인합니다. dx²−y² 및 dz² 궤도의 로브는 리간드를 직접 가리키므로 이러한 궤도의 전자는 리간드 전하로부터 더 강한 반발을 경험합니다. 더 높은 에너지 궤도는 e_g 대칭을 가지며 e_g 궤도 집합이라고 하며 낮은 에너지 궤도는 t_2g 대칭을 가지며 t_2g 궤도 집합을 구성합니다.
두 집합 간의 에너지 차이는 델타oct 기호로 표시되는 결정전기장 분할 에너지로 알려져 있습니다. 델타oct의 크기는 금속 이온과 리간드 분자 사이의 순 정전기 상호작용에 따라 달라집니다. 카보닐과 같은 일부 리간드는 강한 결정전기장을 생성하여 델타oct 값이 커집니다.
이러한 리간드를 강장 리간드라고 합니다. 대조적으로 요오드화물과 같은 리간드는 델타oct의 작은 값을 나타내며 약장 리간드로 알려져 있습니다 델타oct 값을 증가시키는 리간드의 능력은 분광화학계열에 나열되어 있습니다. 금속 이온의 전하가 증가하면 복합체 내의 순 정전기 상호 작용도 증가하여 델타oct 값이 높아집니다.
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