- OOC CH2 CH2 CO O
5.2.2.4. Ảnh hưởng của trường phối tử đến cấu hình electro nd của ion
trung tâm
Các electron d của ion trung tâm dưới ảnh hưởn của trường phối tử sẽ sắp xếp lại trên các orbital d sao cho có lợi về năng lượng theo 2 cách:
• Xếp tất cả các electron d lên các orbital ở mức năng lượng thấp, theo
nguyên lý bền vững.
• Phân bố đều lên tất cả các orbital d ứng với quy tắc Hun.
Hai cách này còn tuỳ thuộc vào cấu hình electron d của ion trung tâm: - Ion trung tâm có số electron d bé hơn hoặc bằng số orbital ở mức
năng lượng thấp thì phân bố đều các electron lên các orbital đó.
- ion trung tâm có số electron d lớn hơn số orbital ở mức năng lượng thấp thì phải xét sự tương quan giữa năng lượng tách và năng lượng P tiêu tốn trong q trình ghép đơi electron.
Khi ∆< P thì xếp các electron phân bố đều lên các orbital.
Khi ∆>P thì xếp các electron cặp đôi vào các orbital ở mức năng lượng
thấp.
* Giải thích: Ví dụ xét phân tử ơhức với ion trung tâm có 2 electron d và
2 orbital có hiệu năng lượng ∆. Có 2 khả năng về sự phân bố electron ở các
orbital trên:
- Nếu 2 electron được phân bố trên 2 orbital khác nhau thì năng lượng
tồn bộ của chúng có giá trị: 2E0 + ∆
- Trong trường hợp ngước lại, 2 electron được ghép chung vào orbital có năng lượng thấp thì năng lượng tồn bộ là: 2E0 + P
Vì sự phân bố electron được thực hiện theo khả năng nào có lợi về mặt năng lượng. Nếu 2E0 + ∆ < 2E0 + P ⇒∆ < P thì 2 electron phân bố trên 2 orbital
khác nhau. Còn nếu 2E0 + ∆ > 2E0 + P ⇒ ∆ > P thì 2 electron ghép đơi với nhau.
* Tóm lại, với trường phối tử yếu, gây ra giá trị thông số tách không lớn,
nghĩa là ∆ < P thì electron d phân bố đồng đều lên các orbital ở 2 mức năng
lượng, tạo ra phức thuận từ, spin cao. Với trường phối tử mạnh gây ra năng lượng tách lớn: ∆ > P thì electron d được ghép đơi và phân bố tối đa vào orbital
ở mức năng lượng thấp là có lợi về mặt năng lượng.
Chương 5 – Phức chất
________________________________________________________________ cho ∆H2O = 124,1 kJ/mol; ∆CN− = 394,2 kJ/mol và PFe2+= 210,2 kJ/mol
26Fe: 3d64s2. Fe2+: 3d6
+ [Fe(H2O)6]2+ có ∆H2O= 124,1 < P = 210,2 ⇒ 6 electron d phân bố
đều trên 5 orbital d.
[Fe(H2O)6]2+: là phức bát diện
↑ ↑ eg
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑ ↑ t2g
Vậy phức [Fe(H2O)6]2+ có cấu hình t2g4eg2, là phức thuận từ, spin cao. + [Fe(CN)6]4- có ∆CN−= 394,2 > P = 210,2 nên các electron d được
ghép đôi và phân bố ở mức t2g của phức bát diện. eg ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ t2g
Vậy phức [Fe(CN)6]+ có cấu hình t2g6eg0, là phức nghịch từ, spin thấp.
BT: Xét cấu hình và từ tính của 2 phức: [CoF6]3- và [Co(NH3)6]3+ .
Với PCo3+3d6=64,3kcal/mol, ∆F−=37,1kcal/mol, ∆NH3=65,8kcal/mol.
* Chú ý: Trong phức bát diện, đối với những ion trung tâm cấu hình
electron là d1, d2, d3, d8, d9, d10 thì cấu hình electron của phức khơng phụ thuộc vào giá trị ∆. Đối với các ion trung tâm có cấu hình electron là d4, d5, d6, d7 thì số electron độc thân phụ thuộc vào tương quan giữa ∆ và P, nghĩa là phụ thuộc vào trường mạnh hay trường yếu.