晶體場穩定化能

晶體場穩定化能

若d軌道不是處在全滿或全空時,d電子分裂軌道後的總能量低於分裂前軌道的總能量。這個總能量的降低值,稱為晶體場穩定化能。此能量越大,配合物越穩定。

基本介紹

  • 中文名:晶體場穩定化能
  • 外文名:crystal field stablization energies
  • 簡稱:CFSE
  • 用途:計算金屬在配位下d軌道的分裂能
介紹,定義,關係,影響因素,

介紹

若d軌道不是處在全滿或全空時,d電子分裂軌道後的總能量低於分裂前軌道的總能量。這個總能量的降低值,稱為晶體場穩定化能。此能量越大,配合物越穩定。
在形成配合物時,當在能量較低的de軌道中填上3個電子後,第4個電子是填在de軌道中成對呢,還是填在dy軌道中呢?這要看成對能(P)與分裂能(D)的相對大小。通常在強場中P < D,電子填充在de軌道(成對),在弱場中P > D則填充在dy軌道(單電子)。
性質: 配位化合物中的電子進入分裂後的d軌道比未分裂前所降低的能量。其值一般由光譜測定或點電荷模型近似計算。利用穩定化能可進一步討論配位化合物的熱力學反應動力學等性質。
對於6配位八面體場來說,CFSE=

定義

中心原子d 軌道在八面體場中分裂為兩組(dy和de),根據晶體場理論,可以計算出分裂後的dy和 de軌道的相對能量。在八面體配合物中,中心原子5 個 d 軌道在球形負電場作用下能量均升高,升高后的平均能量作為計算相對能量的比較標準,在八面體場中d 軌道分裂前後的總能量保持不變,即正八面體場中d 軌道能級分裂的結果是:dy能級中每個軌道的能量上升0. 64。而de能級中每個軌道的能量下降0 .4 。由於d 電子優先進入能量較低的de軌道,使電子進入分裂後的軌道比處於未分裂d 軌道(在球形場中)時的總能量有所降低。系統所降低的總能量,稱為晶體場穩定化能(用符號CFSE® 表示)。

關係

CFSE與配合物穩定性
CFSE的絕對值愈大,表示系統能量降低得愈多,配合物就愈穩定。在晶體場理論中,配合物的穩定性,主要是因為中心原子與配體之間靠異性電荷吸引使配合物的總體能量降低而形成的。晶體場穩定化能體現了形成配合物後系統能量比未分裂時系統能量下降的情況,使配合物更趨於穩定。

影響因素

晶體場穩定化能與中心原子的d 電子數目有關,也與配體所形成的晶體場的強弱有關,此外還與配合物的空間構型有關。

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