(一)自由离子谱项在配位物中的分裂 如果一个d电子组态的离子处于一个配位场之中,这时 将存在两种相互作用: ●电子间的相互排斥; 配体的静电场影响:} 二者大体上处于同一个数量级。 可用两种方式来估算这两种作用的综合影响: 第一种方式是先考虑电子间的互相排斥作用,换句话 说先确定电子组态的光谱项,然后再研究配位场对每个谱 项的影响,这种方式被称为“弱场方案
(一) 自由离子谱项在配位物中的分裂 如果一个d n电子组态的离子处于一个配位场之中, 这时 将存在两种相互作用: ●电子间的相互排斥; ●配体的静电场影响。 二者大体上处于同一个数量级。 可用两种方式来估算这两种作用的综合影响: 第一种方式是先考虑电子间的互相排斥作用, 换句话 说先确定电子组态的光谱项, 然后再研究配位场对每个谱 项的影响, 这种方式被称为“弱场方案”
下面用弱场方案处理d电子组态的能级分裂情况。 d组态的电子相互作用E 1A0 衍生出用光谱项表示的五个 2A19 能级:1S,G,P,D,3F。且S A29 >1G>3P>D>3F。 Eg 189 这些能级在八面体配位 G 3Tig 场中发生变化和排列得到d2 组态在弱场中的能级图(右): ,9 32 1S→Ag 1G→A1g 3p→3T1g TEgT 39 Dq D→e下2gTg/ 3F→3A1g 无扰系统 第一步电子 第二步配体场相互作用 相互作用 严在弱物情况下的能级分裂
下面用弱场方案处理d 2电子组态的能级分裂情况。 1S→1A1g 1G→1A1g, 1T1g, 1E1g, 1T2g 3P→3T1g 1D→1Eg , 1T2g 3F→3A1g, 3T2g, 3T1g d 2组态的电子相互作用 衍生出用光谱项表示的五个 能级:1S, 1G, 3P, 1D, 3F。且1S >1G>3P>1D>3F。 这些能级在八面体配位 场中发生变化和排列得到d 2 组态在弱场中的能级图(右):
第二种方式是先考虑配位场的影响,然后再研究电子间的排斥 作用,这种方式被称为“强场方案”。 例如,d2组态的离子在八面体 强场作用下有三种可能的组态: 'E。 第二激发态(eg) A2 Ti Aw d2 第一激发态(geg) (e) w 基态(22) (2,(e, 320 T2o.Ee 这三种组态中的电子间产生相 互作用而得到分裂的能级图(左): t2g2→'A1g十1Eg+1T2g+3T1g t2g'eg→1T1g十1T2g+3T1g十3T2g 第一步 第二步 配体场作用 电子相互作用 eg2→'A1g十1Eg+3A2g 八面体场中2组态在强场楷况下的谱项图 两种方案得到相同的结果
第二激发态(eg 2 ) 第一激发态(t2g 1eg 1 ) 基态(t2g 2 ) 第二种方式是先考虑配位场的影响, 然后再研究电子间的排斥 作用, 这种方式被称为“强场方案”。 例如, d2组态的离子在八面体 强场作用下有三种可能的组态: d 2 这三种组态中的电子间产生相 互作用而得到分裂的能级图(左): t2g 2 → 1A1g+1Eg+1T2g+3T1g t2g 1eg 1 → 1T1g+1T2g+3T1g+3T2g eg 2 → 1A1g+1Eg +3A2g 两种方案得到相同的结果
(二)能级图 1 Orgel能级图 T 6 右面示出d、 d4、d、d9组态在八 面体弱场和四面体 E 场中谱项分裂的 Orgeli能级图。 D。 0 D d、d四面体d、d八面体 d、d八面体d“、d四面体 d、d和高自旋d”、d组态的 Orgl谱项分裂图
(二) 能级图 1 Orgel能级图 右面示出d 1 、 d 4 、d 6 、d 9组态在八 面体弱场和四面体 场中谱项分裂的 Orgel能级图
为什么可以把d1、d4、d、d9组态放到一张图中? 因为: ●d0、d5、d0在八面体弱场和四面体场中都是球形对称的, 其静电行为相同,稳定化能均为0, ●d可认为是在d5上增加1个电子,尤如从d0上增加1个电子 成d1一样,因而d和d的静电行为应该相同; ●d4和d,可认为是在d5和do状态上出现了一个空穴,因而d4 和d的静电行为也应相同。一个 空穴相当于一个正电子,其静电 T 相反 dl、d6 d 、d6 行为正好与一个电子的静电行为 相反,电子最不稳定的地方,正电 子就最稳定。因此,可以予期d4 反 相 反 与d6、d与d9、d与d4、d6与d9的 萝令 同 静电行为都应该相反(右图)。 ●d、d9、d4、d都具有相同 Ta d4、d9 相反 d4、d9 的基谱项D
为什么可以把d 1 、d 4 、d 6 、d 9组态放到一张图中? 因为: ●d 0 、d 5 、d 10 在八面体弱场和四面体场中都是球形对称的, 其静电行为相同, 稳定化能均为0; ●d 6可认为是在d 5上增加1个电子, 尤如从d 0上增加1个电子 成d 1一样, 因而d 1和d 6的静电行为应该相同; ●d 4和d 9 , 可认为是在d 5和d 10状态上出现了一个空穴, 因而d 4 和d 9的静电行为也应相同。一个 空穴相当于一个正电子, 其静电 行为正好与一个电子的静电行为 相反, 电子最不稳定的地方, 正电 子就最稳定。因此,可以予期d 4 与d 6 、d 1与d 9 、d 1与d 4 、d 6与d 9的 静电行为都应该相反(右图)。 ●d 1 、d 9 、d 4 、d 6都具有相同 的基谱项D。 相 同 同 相 相反 相反 相 反 相 反 Td d 1、d 6 Td d 4、d 9 Oh d 1、d 6 Oh d 4、d 9