Спектрохимическая серия - Spectrochemical series

А спектрохимический ряд это список лиганды упорядочены по силе лиганда и списку ионов металлов на основе степень окисления, группа и ее идентичность. В теория кристаллического поля, лиганды модифицируют разницу в энергии между d орбитали (Δ) называется параметр расщепления поля лиганда для лигандов или параметр расщепления кристаллического поля, что в основном выражается в различиях в цвете аналогичных комплексов металл-лиганд.

Спектрохимический ряд лигандов

Спектрохимическая серия была впервые предложена в 1938 г. по результатам спектров поглощения комплексов кобальта.[1]

Частичный спектрохимический ряд Список лигандов от малых Δ до больших Δ приведен ниже. (Таблицу см. лиганд страница.)

я− − 2− < SCN− (S-связка) − 3− −<Унтер-офицер− <ОН− < C2О42− 2−2O − (ацетилацетонат) < NCS− (N-связанная) 3CN глицин ) пиридин ) 3 этилендиамин ) 2,2'-бипиридин ) <фен (1,10-фенантролин ) <НЕТ2− (N-связка) 3 −

Лиганды слабого поля: H2ИЗ−, Cl−, ОЙ−

Лиганды сильного поля: CO, CN−, NH3, PPh3

Лиганды, расположенные на левом конце этой спектрохимической серии, обычно считаются более слабыми лигандами и не могут вызывать принудительное спаривание электронов в пределах 3d-уровня и, таким образом, образуют внешние орбитальные октаэдрические комплексы, которые являются высокое вращение. С другой стороны, лиганды, лежащие на правом конце, являются более сильными лигандами и образуют внутренние орбитальные октаэдрические комплексы после насильственного спаривания электронов в пределах 3d-уровня и, следовательно, называются низкоспиновыми лигандами.

Однако известно, что «спектрохимический ряд существенно отличается от того, каким он должен быть для разумного предсказания, основанного на предположениях теории кристаллического поля».[2] Это отклонение от теория кристаллического поля подчеркивает слабость предположения теории кристаллического поля о чисто ионных связях между металлом и лигандом.

Порядок спектрохимической серии может быть получен из понимания того, что лиганды часто классифицируются по их донорным или акцепторным способностям. Некоторые, например NH3, находятся σ только доноры облигаций, без орбиталей соответствующей симметрии для π связывающие взаимодействия. Связывание этими лигандами с металлами относительно просто, используя только σ связи для создания относительно слабых взаимодействий. Другим примером σ-связывающего лиганда может быть этилендиамин; тем не мение, этилендиамин имеет более сильный эффект, чем аммиак, создавая большее расщепление поля лиганда, Δ.

Лиганды, занявшие п орбитали потенциально π доноры. Эти типы лигандов имеют тенденцию отдавать эти электроны металлу вместе с σ связывая электроны, демонстрируя более сильные взаимодействия металл-лиганд и эффективное уменьшение Δ. Большинство галогенидных лигандов, а также ОН− являются основными примерами π донорские лиганды.

Когда лиганды свободны π * и d орбиталей подходящей энергии, существует возможность Пи обратное соединение, а лиганды могут быть π акцепторы. Это дополнение к схеме соединения увеличивает Δ. Лиганды, которые делают это очень эффективно, включают CN−, CO и многие другие.[3]

Спектрохимический ряд металлов

В ионы металлов также могут быть расположены в порядке увеличения Δ, и этот порядок в значительной степени не зависит от идентичности лиганда.[4]

Mn2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 3+ 3+ 3+ 3+

В общем, невозможно сказать, будет ли данный лиганд оказывать сильное или слабое поле на данный ион металла. Однако, когда мы рассматриваем ионы металла, наблюдаются две полезные тенденции:

  • Δ увеличивается с увеличением степени окисления, и
  • Δ увеличивается вниз по группе.[4]

Смотрите также

Рекомендации

  • Зумдал, Стивен С. Химические принципы Пятое издание. Бостон: Компания Houghton Mifflin, 2005. Страницы 550-551 и 957-964.
  • Д. Ф. Шрайвер и П. В. Аткинс Неорганическая химия 3-е издание, Oxford University Press, 2001. Страницы: 227-236.
  • Джеймс Э. Хухи, Эллен А. Кейтер и Ричард Л. Кейтер Неорганическая химия: принципы строения и реакционной способности 4-е издание, издательство HarperCollins College Publishers, 1993. Страницы 405-408.
  1. ^ Р. Цучида (1938). «Спектры поглощения координационных соединений. I.» Бык. Chem. Soc. JPN. 13 (5). Дои:10.1246 / bcsj.13.388.
  2. ^ 7-я страница http://science.marshall.edu/castella/chm448/chap11.pdf
  3. ^ Мисслер, Гэри; Тарр, Дональд (2011). Неорганическая химия (4-е изд.). Прентис Холл. С. 395–396. ISBN  978-0-13-612866-3.
  4. ^ а б http://www.everyscience.com/Chemistry/Inorganic/Crystal_and_Ligand_Field_Theories/b.1013.php