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[科普中国]-晶体场稳定化能

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若d轨道不是处在全满或全空时,d电子分裂轨道后的总能量低于分裂前轨道的总能量。这个总能量的降低值,称为晶体场稳定化能。此能量越大,配合物越稳定。

简介若d轨道不是处在全满或全空时,d电子分裂轨道后的总能量低于分裂前轨道的总能量。这个总能量的降低值,称为晶体场稳定化能。此能量越大,配合物越稳定。

在形成配合物时,当在能量较低的de轨道中填上3个电子后,第4个电子是填在de轨道中成对呢,还是填在dy轨道中呢?这要看成对能(P)与分裂能(D)的相对大小。通常在强场中P D则填充在dy轨道(单电子)。

性质: 配位化合物中的电子进入分裂后的d轨道比未分裂前所降低的能量。其值一般由光谱测定或点电荷模型近似计算。利用稳定化能可进一步讨论配位化合物的热力学和反应动力学等性质。

对于6配位八面体场来说,CFSE=

定义中心原子d 轨道在八面体场中分裂为两组(dy和de),根据晶体场理论,可以计算出分裂后的dy和 de轨道的相对能量。在八面体配合物中,中心原子5 个 d 轨道在球形负电场作用下能量均升高,升高后的平均能量作为计算相对能量的比较标准,在八面体场中d 轨道分裂前后的总能量保持不变,即正八面体场中d 轨道能级分裂的结果是:dy能级中每个轨道的能量上升0. 64。而de能级中每个轨道的能量下降0 .4 。由于d 电子优先进入能量较低的de轨道,使电子进入分裂后的轨道比处于未分裂d 轨道(在球形场中)时的总能量有所降低。系统所降低的总能量,称为晶体场稳定化能(用符号CFSE® 表示)。2

CFSE与配合物稳定性CFSE的绝对值愈大,表示系统能量降低得愈多,配合物就愈稳定。在晶体场理论中,配合物的稳定性,主要是因为中心原子与配体之间靠异性电荷吸引使配合物的总体能量降低而形成的。晶体场稳定化能体现了形成配合物后系统能量比未分裂时系统能量下降的情况,使配合物更趋于稳定。2

影响因素晶体场稳定化能与中心原子的d 电子数目有关,也与配体所形成的晶体场的强弱有关,此外还与配合物的空间构型有关。2

本词条内容贡献者为:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学