晶體場理論,晶體場理論

2021-08-30 07:17:14 字數 1562 閱讀 3684

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§晶體場理論(cft)

在2023年由bethe提出,30年代中期為vanvleck等所發展,與pauling的價鍵理論處於同一時代,但當時並未引起重視,到50年代以後又重新興起並得到進一步發展,廣泛用於處理配合物的化學鍵問題。

晶體場理論是一種靜電理論,它把配合物中中心原子與配體之間的相互作用,看作類似於離子晶體中正負離子間的相互作用。但配體的加入,使得中心原子五重簡併的d軌道(見圖)失去了簡併性。在一定對稱性的配體靜電場作用下,五重簡併的d軌道將解除簡併,**為兩組或更多的能級組,這種**將對配合物的性質產生重要影響。

d軌道示意圖

2-1d軌道在配體場中的**

自由狀態的過渡元素的五個d軌道能量是相同的,但當配位體接近中心離子時,由於配位體的靜電效應,使中心離子與配位體相連線的那個方位的軌道能量比原簡併狀態時稍高一些,而另一些方位軌道的能量相應地變得略低了一些,這就是d軌道的**。

1octahedralfield八面體場

正八面體場中的d軌道:

dz2dx2-y2

dxydyz

dxz正八面體配離子,好似中心離子位於座標原點,六個配位體沿x、y、z三個座標軸接近中心離子,在純靜電作用下,它們之間作用可分為兩種情況。⑴dz2及dx2-y2軌道由於正指向配體,受到配位體的排斥較大,能量較高.⑵dxy、dyz、dxz軌道由於未正指向配體,而是指向配體之間,因而受到配體的排斥較小,相對來說能量較低。

1在八面體配合物中,由於配

2樓:破天de一劍

晶體場理論是研究過渡族元素(絡合物)化學鍵的理論。它在靜電理論的基礎上,結合量子力學和群論(研究物質對稱的理論)的一些觀點,來解釋過渡族元素和鑭系元素的物理和化學性質,著重研究配位體對中心離子的d軌道和f軌道的影響。

crystal field theory簡稱cft理論。化學鍵理論之一。主要內容:

(1)把配位鍵設想為完全帶正電荷的陽離子與配體(視為點電荷或偶極子)之間的靜電引力。(2)配體產生的靜電場使金屬原來五個簡併的d軌道**成兩組或兩組以上能級不同的軌道,有的比晶體場中d軌道的平均能量降低了,有的升高了。**的情況主要決定於中心原子(或離子)和配體的本質以及配體的空間分佈。

(3)d電子在**的d軌道上重新排布,此時配位化合物體系總能量降低(這個總能量的降低值稱為晶體場穩定化能(cfse)。晶體場理論能較好地說明配位化合物中心原子(或離子)上的未成對電子數,並由此進一步說明配位化合物的光譜、磁性、顏色和穩定性等。

•過渡金屬的離子處於周圍陰離子或偶極分子的晶體場中,前者稱為中心離子,後者稱為配位體。中心離子與配位體之間的作用力是單純的靜電引力,把配位質點當作點電荷來處理 ,不考慮配位體的軌道電子對中心離子的作用。 •晶體場理論只能適用於離子晶體礦物,如矽酸鹽、氧化物等。

•在負電荷的晶體場中,過渡金屬中心陽離子d軌道的能級發生變化。這種變化取決於晶體場的強度(周圍配位體的型別)和電場的配位性(配位體的對稱性)。 簡而言之,就是:

1、中心離子與配體之間看作純粹的靜電作用 2、中心離子d軌道在配體(場)作用下,發生能級**。 3、d電子在**後的d軌道上重排,改變了d電子的能量。

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