결정장 이론 - 사면체 착물과 사각 평면 착물

테트라헤드랄 복합체

크리스탈 필드 이론(CFT)은 옥타헤드랄 이외의 기하학의 분자에 적용됩니다. 옥타히드랄 복합체에서 d_{x2-y ²}및 d_z² 궤도의 로브가 리간드에서 직접 가리킵니다. 테트라헤랄 복합체의 경우, d 궤도는 제자리에 남아 있지만 축 사이에는 4개의 리간드만 있습니다. 어떤 궤도도 테트라헤드랄 리간드를 직접 가리키지 않습니다. 그러나, d_x²–y² 및 d _z² 궤도 (카르테시안 축을 따라) d_xy,d _xz,및 d_yz 궤도보다 적은 리간드와 겹칩니다. 옥타헤드랄 케이스와 비유함으로써, 테트라헤드랄 결정장에서 의 d 궤도용 에너지 다이어그램은 도 1에 도시된 바와 같이 예측될 수 있다. 혼동을 피하기 위해 옥타히드랄 e_g 세트는 테트라헤드랄 e 세트가 되고 옥타히드랄 t_2g 세트는 t₂ 세트가 됩니다.

그림 1. 옥타히드랄 및 테트라헤드랄 결정 필드 하에서 금속 이온의 d 궤도분할. 옥타헤드랄 결정장에 비해, 테트라헤드랄 크리스탈 필드의 분할 패턴이 반전된다. 옥타히드랄 복합체 또는 Δ_oct의결정필드 분할 에너지는, 테트라헤드랄 복합체, Δ_tet의 결정필드 분할 에너지보다 크다.

CFT는 정전기 반발을 기반으로 하기 때문에 리간드에 가까운 궤도는 다른 궤도 집합에 비해 에너지에서 불안정화되고 증가할 것입니다. 분할은 겹침이 적기 때문에 옥타히드랄 복합체보다 적기 때문에 결정필드 분할 에너지 또는 Δ_테트는 일반적으로 작습니다.

스퀘어 플래나 단지

다른 일반적인 형상은 정사각형 평면입니다. 분리된 트랜스 리간드 한 쌍을 가진 옥타헤드랄 구조로 사각형 평면 형상을 고려할 수 있습니다. 제거된 리간드는 z-축에 있는 것으로 가정합니다. 이렇게 하면 z축의 궤도 또는 그 근처에 있는 궤도가 더 안정되고 x 또는 y-축의 궤도가 덜 안정됨에 따라 d 궤도분포가 변경됩니다. 이렇게 하면 옥타히드랄 t_2g와 e_g 세트가 분할되고 더 복잡한 분할 패턴(그림 2)이 생성됩니다.

그림 2. t_2g 세트의 분할 및 사각형 평면 결정 필드에서 궤도의 e_g 세트. 사각형 평면 단지의 결정 필드 분할 에너지, 또는 Δ_SP,Δ_{oct보다 큽하다.}

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 19.3에서 적응: 조정 화합물의 S펙트로스코픽 및 자기 특성.