Почему Δ_t меньше Δ_o в отношении 4/9?

Меньше лигандов (четыре против шести) и другие угловые факторы перекрытия в модели кристаллического поля уменьшают расщепление d-орбиталей в тетраэдрической симметрии относительно октаэдрической при сопоставимых расстояниях металл–лиганд.

Учитываются ли искажение Джана–Теллера или π-обратная связь?

Нет. Эти эффекты меняют энергии орбиталей и зазоры; здесь двухуровневая учебная модель с одним Δ и скалярной P.

Является ли цветовой индикатор количественным?

Нет. Это монотонный оттенок от Δ_o для интуиции. Экспериментальные цвета зависят от лигандов, степени окисления, геометрии и множества перекрывающихся переходов.

Кристаллическое поле: сплиттинг (окт / тетр)

В теории поля лигандов октаэдрическая среда (O_h) расщепляет пять вырожденных d-орбиталей на нижний триплет t₂g и верхний дублет e_g с зазором Δ_o; тетраэдрическое (T_d) окружение даёт нижний дублет e и верхний триплет t₂ с зазором Δ_t. В той же модели точечных зарядов Δ_t = (4/9) Δ_o. Страница использует стандартные относительные одноэлектронные энергии (t₂g при −0,4Δ_o, e_g при +0,6Δ_o; e при −0,6Δ_t, t₂ при +0,4Δ_t) и добавляет феноменологическую энергию спаривания P на каждую спиновую пару. Высокоспиновое (ВС) заполнение по Хунду максимизирует неспаренные электроны до спаривания в порядке возрастания энергии орбиталей; низкоспиновое (НС) полностью заполняет нижний набор до верхнего. Для d⁴–d⁷ в O_h сравнение E = CFSE + (число пар)·P предсказывает переход ВС/НС при изменении Δ и P. У тетраэдра Δ меньше в той же модели, поэтому чаще выигрывает ВС. Цветной кружок отображает учебную зависимость оттенка от Δ_o; реальные цвета определяются мультиплетами, правилами отбора и charge-transfer.

Для кого: Неорганическая химия после введения d-элементов; дополняет страницы о формах орбиталей и электронной конфигурации.

Ключевые понятия

расщепление кристаллического поля
Δ_o
Δ_t
энергия спаривания
высокий спин
низкий спин
CFSE
спектрохимический ряд

Спектрохимическая подсказка (игрушка)

Сильное поле (больше Δ) → более короткая учебная λ_d–d ~833 nm

Расщепление d-орбиталей

d_z²+0.6·Δ

d_x²−y²+0.6·Δ

Δ = 12000 cm⁻¹

d_xy-0.4·Δ

d_xz-0.4·Δ

d_yz-0.4·Δ

t₂g ниже · e_g выше

Энергия ВС против НС (то же n)

E_HS = 13200 cm⁻¹ · E_LS = 25200 cm⁻¹

ВС ниже — меньше пар, несмотря на занятость верхних орбиталей.

d⁴–d⁷ в O_h — обычные случаи перехода ВС/НС; в T_d Δ_t меньше, чаще остаётся ВС.

Как это работает

Лигандное поле расщепляет пять d-орбиталей: в O_h ниже t₂g, выше e_g (Δ_o); в T_d ниже e, выше t₂ (Δ_t = (4/9)Δ_o). E = CFSE + P·(число пар); ВС и НС заполнения сравниваются для d⁴–d⁷. Цвет — учебная связь оттенка с Δ_o, не спектрофотометрия.

Основные формулы

O_h: ε(t₂g) = −0,4Δ_o , ε(e_g) = +0,6Δ_o · T_d: ε(e) = −0,6Δ_t , ε(t₂) = +0,4Δ_t

Δ_t = (4/9) Δ_o (масштаб той же модели точечного заряда)

Часто задаваемые вопросы

Почему Δ_t меньше Δ_o в отношении 4/9?: Меньше лигандов (четыре против шести) и другие угловые факторы перекрытия в модели кристаллического поля уменьшают расщепление d-орбиталей в тетраэдрической симметрии относительно октаэдрической при сопоставимых расстояниях металл–лиганд.
Учитываются ли искажение Джана–Теллера или π-обратная связь?: Нет. Эти эффекты меняют энергии орбиталей и зазоры; здесь двухуровневая учебная модель с одним Δ и скалярной P.
Является ли цветовой индикатор количественным?: Нет. Это монотонный оттенок от Δ_o для интуиции. Экспериментальные цвета зависят от лигандов, степени окисления, геометрии и множества перекрывающихся переходов.

Другие симуляторы в этой категории — или все 55.

Вся категория →

НовоеШкольные