20.8
Teoria pola krystalicznego opisuje strukturę elektronową kompleksów metali przejściowych w oparciu o oddziaływania elektrostatyczne między jonami metali przejściowych a cząsteczkami ligandów. Został wykorzystany do wyjaśnienia niektórych właściwości kompleksów metali przejściowych, takich jak magnetyzm i kolor.
Oddziaływania elektrostatyczne między cząsteczkami liganda a jonem metalu w kompleksie metali przejściowych są modelowane poprzez przybliżenie ligandów jako ładunków punktu ujemnego i obliczenie pola elektrostatycznego netto lub pola krystalicznego z powodu tych ładunków.
Strukturę elektronową kompleksu metali przejściowych można następnie opisać, badając wpływ pola krystalicznego na energie orbitali walencyjnych jonu metalu przejściowego.
Na przykład podczas modelowania kompleksu oktaedrycznego heksaamminominokobaltu(III) każdy ligand aminowy jest zastępowany ujemnym ładunkiem punktowym, co daje oktaedryczne pole krystaliczne.
Pod wpływem tego pola energie pięciu orbitali d jonu Co(III) nie są już takie same.
Tutaj orbitale dx 2−y2 i dz2 mają wyższą energię niż orbitale dxy, dyz i dxz. Przypisuje się to orientacji orbitali d. Płaty orbitali dx2−y2 i dz² są skierowane bezpośrednio w stronę ligandów, w związku z czym elektrony na tych orbitalach doświadczają silniejszego odpychania od ładunków liganda.
Orbitale o wyższej energii mają symetrię eg i są znane jako zestaw orbitali eg, podczas gdy orbitale o niższych energiach mają symetrię t2g i stanowią zestaw orbitali t2g. Różnica energii między tymi dwoma zestawami jest znana jako energia rozszczepienia pola krystalicznego, reprezentowana przez symbol Δoct.
Wielkość Δoct zależy od wypadkowego oddziaływania elektrostatycznego między jonem metalu a cząsteczkami liganda. Niektóre ligandy, takie jak karbonyl, tworzą silne pole krystaliczne, co skutkuje dużą wartością Δoct. Takie ligandy nazywane są ligandami silnego pola.
Natomiast ligandy, takie jak jodek, wykazują małe wartości Δoct i są znane jako ligandy słabego pola. Zdolność ligandów do powodowania rosnących wartości Δoct jest wymieniona w szeregu spektrochemicznym.
Wzrost ładunku jonu metalu zwiększa również wypadkową interakcję elektrostatyczną w kompleksie, co skutkuje wyższą wartością Δokt.
Teoria pola kryształowego Aby wyjaśnić obserwowane zachowanie kompleksów metali przejściowych (takich jak kolory), opracowano model obejmujący oddział…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.