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10.5.1 晶体场理论(1)

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10.5.1 晶体场理论(1)课程教案、知识点、字幕

同学你好

这节课我们讲经堂理论的第一部分

上节课我们讲了价键理论

那么价键理论成功地解释了

配合物的磁性和空间构型

但是价键理论

当面对着配合物不同的颜色的时候

却无能为力了

因此我们用一种新的理论来代替价键理论

可以很好的说明配合物颜色

这个事实

那么这个理论就是晶场理论

首先我们跟价键理论一样

先讲一下晶场理论的要点

首先第一条晶场理论是一种静电理论

他把配体视为一种点电荷

或者是一种偶极子

那么意味着什么

就是不考虑配体的任何结构

第二条是配体中心离子的作用

完全是静电作用

不存在着共价键的作用

第三点是中心离子

它的低轨道会发生分裂

怎么样发生分裂

它是在配体所形成的静电场的作用下发生分裂

那么也就是说中心离子是具有结构的

注意配体是没有结构的

中心离子的D轨道是有结构的

它在配体的静电场的作用下发生了分裂

这是晶场理论的要点

下面我们再复习一下

中心离子低轨道它的空间的分布

这是五个低轨道

那么第X方减Y方DZ方

DYZDXZ和DXY我们把它分成两类

第一类是什么

就是它的最大伸展方向是在坐标轴上的

另外一类他的最大伸展方向

是在坐标轴夹角上的

那么这有什么区别

区别在这

当配体形成配体场的时候

那么配体与低轨道它的相对位置就不一样

我们看它分成两类

第一类

由于我们配体都是在坐标轴上

因此它与最大伸展方向

在坐标轴上的这一类低轨道

它的作用就会比较强

为什么作用比较强

因为配体是带有负电荷的电子

或者是至少带有估值电子

低轨道也是带有负电性的

他们之间会产生斥力

它们离得越近

斥力就会越大

所以第一轨道在坐标轴上最大伸展方向的

这些轨道就会与配体作用力比较强

而另外一些在坐标中夹角上

就会与配体它的作用相对少一些

就说距离相对远一些

那么就分成这么两类

一类是这个最大伸展方向是在坐标轴上的

另外一类是坐标轴夹角的

然后我们看这是立体

刚才是一个把它变成平面状态

这是立体的状态

这是自由离子

说在配体的这个作用情况下

然后再把自由离子的这个低轨道放进去

那么我们看到伸展方向

是坐标轴上的与配体更近一些

而夹角的这些我们看到就会作用小一些

那么这样的话 原来

能量完全一样的五个低轨道

由于配体的存在

配体与轨道的相互作用

那么它就分成两组

第一组能量比球堆正常的情况下

要高

另外一组比球堆正常的情况下要低

那么身高的多少 身高的是

3/5个 O降低了2/5个 O

那么这个最高轨道和最低轨道他们之间的能量差

我们叫 O

就是差值的意思

O由于我们这正八面体场

正八面体场

是英语的第一个字母是O

所以我们叫 O

那么这样的话

在八面体场的情况下

由于配体跟中心离子低轨道发生作用

使得D轨道能量分裂

这就是我们前面讲的这个静电理论

或者是晶场理论的要点里面

这一条就是轨道分裂了

下面我们再看看正四面体的时候

它是如何分裂的

那么正四面体

配体是怎么排列的

配体是这样排列的

是在一个立方体里边

每隔一个顶点有一个配体

每隔一个顶点有一个配体

它一共是八个顶点

有四个配体

所以空了四个

所以形成的是这样一个结构

然后我们再把低轨道放进去

这个图 相对来讲没有刚才那个图那么明显

但是同学们可以根据自己的空间想象来想象一下

就是这四个配体与中心离子的

D轨道进行的一种排斥作用

我们从这个图三维图看的更清楚一些

那么它也分成两类

第一类是什么

是刚才在夹角那一部分

它的能量升高了

而刚才在这个坐标轴上这一部分

它的能量在正四面体场里面降低了

当然这个升高和降低都是与

我们球对称场进行了比较

那么它的整个的这个分类能

叫 T它是上升了2/5 T

下降了3/5个 T

那么 T和 O还有一个换算关系说等于

一个 T的话 等于0.43个 O

那么把这几种情况

我们一起写出来

那么这是我们球堆阵场的时候自由离子的情况

然后 这在四面体场

然后我们把这个 都换成了 O

这一种表达方式

那么它这个分裂一共多少

分裂了4.45个

DQ这个DQ是什么意思

是 O的1/10

那么我们看正八面体场

他分裂了一个 O恒等于10个DQ

那么我们再看更复杂一点的

我们没有讲

但是这里面给出了一个结果

就说在平面正方形的情况

它一共分裂成四个能级

那么最低的轨道有两个能级

剩下每一个能级只有一个轨道

那么这是正四面体场的

那么这就是在不同晶场情况下

那么分裂能的相对大小

从这可以看出来平面正方形

那么最低轨道和最高轨道

它的能量差别是比较大的

这节课我们讲到这里

无机化学课程列表:

第1章 物质的聚集状态

-1.1 物质的聚集状态和分压定律

--1.1.1 物质的聚集状态和分压定律

--第1.1节讨论 应用理想气体状态方程的时候应注意哪些问题

--第1.1节测试 物质的聚集状态和分压定律

-1.2 稀溶液的依数性

--1.2.1 稀溶液的依数性(1)

--1.2.2 稀溶液的依数性(2)

--第1.2节讨论 为什么讨论稀溶液的依数性时将溶质限定为难挥发非电解质

--第1.2节测试 稀溶液的依数性

-第1章测试 物质的聚集状态

-第1章课件 物质的聚集状态

第2章 化学热力学基础

-2.1 化学热力学基本概念

--2.1.1 化学热力学基本概念

--第2.1节测试 化学热力学基本概念

-2.2 化学反应热效应

--2.2.1 化学反应热效应

--第2.2节测试 化学反应的热效应

-2.3 化学反应热效应计算

--2.3.1 化学反应热效应计算

--第2.3节讨论 为什么温度对焓变和熵变影响很小

--第2.3节测试 化学反应热效应计算

-2.4 化学反应方向判据

--2.4.1 化学反应方向判据

--第2.4节讨论 吉布斯自由能变的求算方法有哪些

--第2.4节测试 化学反应方向判据

-第2章测试 化学热力学基础

-第2章课件 化学热力学基础

第3章 化学反应速率与化学反应平衡

-3.1 影响化学反应速率的因素

--3.1.1 影响化学反应速率的因素

--第3.1节测试 影响化学反应速率的因素

-3.2 化学反应速率理论

--3.2.1 化学反应速率理论

--第3.2节讨论 有人说根据反应方程式可以直接写出速率方程,这种说法对吗?

--第3.2节测试 化学反应速率理论

-3.3 化学平衡理论

--3.3.1 化学平衡理论

--第3.3节测试 化学平衡理论

-3.4 化学平衡移动

--3.4.1 化学平衡移动

--第3.4节讨论 标准平衡常数与经验平衡常数的区别

--第3.4节测试 化学平衡移动

-第3章测试 化学反应速率与化学反应平衡

-第3章课件 化学反应速率与化学反应平衡

第4章 酸碱平衡

-4.1 酸碱理论

--4.1.1 酸碱理论

--第4.1节讨论 阿雷尼乌斯电离理论、酸碱质子理论和酸碱电子理论各有什么优缺点?

--第4.1节测试 酸碱理论

-4.2 水的电离平衡

--4.2.1 水的电离平衡

--第4.2节测试 水的电离平衡

-4.3 弱酸弱碱平衡

--4.3.1 弱酸弱碱平衡

--第4.3节测试 弱酸弱碱平衡

-4.4 盐水解平衡

--4.4.1 盐水解平衡

--第4.4节测试 盐水解平衡

-4.5 缓冲体系

--4.5.1 缓冲体系

--第4.5节讨论 人体血浆中有哪些缓冲系统,最重要的是哪一个?

--第4.5节测试 缓冲体系

-第4章测试 酸碱平衡

-第4章课件 酸碱平衡

第5章 沉淀-溶解平衡

-5.1 溶度积常数

--5.1.1 溶度积常数

--第5.1节测试 溶度积常数

-5.2 溶度积常数与溶解度换算关系

--5.2.1 溶度积常数与溶解度换算关系

--第5.2节测试 溶度积常数与溶解度换算关系

-5.3 溶度积规则

--5.3.1 溶度积规则

--第5.3节讨论 溶度积规则用途是什么?怎么理解?

--第5.3节测试 溶度积规则

-5.4 影响沉淀生成因素

--5.4.1 影响沉淀生成因素

--第5.4节测试 影响沉淀生成因素

-5.5 分步沉淀

--5.5.1 分步沉淀

--第5.5节测试 分步沉淀

-5.6 沉淀溶解

--5.6.1 沉淀溶解

--第5.6节测试 沉淀溶解

-5.7 沉淀转化

--5.7.1 沉淀转化

--第5.7节测试 沉淀转化

-第5章讨论 人体中有沉淀溶解平衡吗?举例说明

-第5章测试 沉淀-溶解平衡

-第5章课件 沉淀-溶解平衡

第6章 氧化还原平衡

-6.1 原电池

--6.1.1 原电池

--第6.1节测试 原电池

-6.2 电极电势

--6.2.1 电极电势

--第6.2节测试 标准电极电势

-6.3 Nernst方程

--6.3.1 Nernst方程

--第6.3节讨论 电池反应和电极反应的能斯特方程有什么异同点?

--第6.3节测试 电极电势Nernst方程

-6.4 电极电势的应用

--6.4.1 电极电势的应用(1)

--6.4.2 电极电势的应用(2)

--第6.4节讨论 怎么解释单质银不能从盐酸溶液中置换出氢气,但可从氢碘酸中置换出氢气

--第6.4节测试 电极电势应用

-6.5 元素电势图及其应用

--6.5.1 元素电势图及其应用

--第6.5节测试 元素电势图及其应用

-第6章测试 氧化还原平衡

-第6章课件 氧化还原平衡

第7章 原子结构与元素周期律

-7.1 玻尔氢原子模型

--7.1.1 玻尔氢原子模型

--第7.1节测试 玻尔氢原子模型

-7.2 波粒二象性

--7.2.1 波粒二象性

--第7.2节测试 波粒二象性

-7.3 薛定谔方程

--7.3.1 薛定谔方程

--第7.3节测试 薛定谔方程

-7.4 四个量子数

--7.4.1 四个量子数

--第7.4节测试 四个量子数

-7.5 波函数角度分布图

--7.5.1 波函数角度分布图

--第7.5节讨论 波函数角度分布图上的正、负号有什么含义

--第7.5节测试 波函数角度分布图

-7.6 多电子原子结构

--7.6.1 多电子原子结构

--第7.6节测试 多电子原子结构

-7.7 元素性质的周期性变化

--7.7.1 元素性质的周期性变化

--第7.7节讨论 说说电离能和电子亲合能的变化趋势,其中有哪些特例

--第7.7节测试 元素性质的周期性变化

-第7章测试 原子结构与元素周期律

-第7章课件 原子结构与元素周期律

第8章 分子结构

-8.1 现代价键理论

--8.1.1 现代价键理论

--第8.1节测试 现代价键理论

-8.2 杂化轨道理论

--8.2.1 杂化轨道理论

--第8.2节讨论 sp、sp2、sp3杂化轨道的成键能力的大小次序?

--第8.2节测试 杂化轨道理论

-8.3 价层电子对互斥理论

--8.3.1 价层电子对互斥理论

--第8.3节测试 价层电子对互斥理论

-8.4 分子轨道理论

--8.4.1 分子轨道理论

--第8.4节测试 分子轨道理论

-第8章讨论 为什么说杂化轨道理论和价层电子对互斥理论存在互补关系

-第8章测试 分子结构

-第8章课件 分子结构

第9章 晶体结构

-9.1 晶体结构

--9.1.1 晶体结构

--第9.1节测试 晶体结构

-9.2 金属键理论与金属晶体

--9.2.1 金属键理论与金属晶体

--第9.2节测试 金属键与金属晶体

-9.3 离子键与离子晶体

--9.3.1 离子键与离子晶体

--第9.3节测试 离子键与离子晶体

-9.4 离子极化理论

--9.4.1 离子极化理论

--第9.4节讨论 离子极化对无机化合物的颜色产生什么影响

--第9.4节测试 离子极化理论

-9.5 分子间力与分子晶体

--9.5.1 分子间力与分子晶体

--第9.5节测试 分子间力与分子晶体

-9.6 氢键

--9.6.1 氢键理论

--第9.6节讨论 氢键的存在对水的性质有哪些影响

--第9.6节测试 氢键

-第9章测试 晶体结构

-第9章课件 晶体结构

第10章 配位化学基础

-10.1 配位化合物组成及命名

--10.1.1 配位化合物组成及命名

--第10.1节讨论 为什么螯合物会更稳定

--第10.1节测试 配位化合物组成和命名

-10.2 配合物解离平衡

--10.2.1 配合物解离平衡

--第10.2节测试 配合物解离平衡

-10.3 配合物解离平衡的移动

--10.3.1 配合物解离平衡的移动

--第10.3节测试 配合物解离平衡移动

-10.4 配合物的化学键理论-杂化轨道理论

--10.4.1 配合物的化学键理论(1)

--10.4.2 配合物的化学键理论(2)

--第10.4节测试 配合物的化学键理论-杂化轨道理论

-10.5 配合物的晶体场理论

--10.5.1 晶体场理论(1)

--10.5.2 晶体场理论(2)

--10.5.3 晶体场理论(3)

--第10.5节测试 配合物的晶体场理论

-第10章讨论 为什么大多数金属水合离子有颜色,但是锌离子、银离子无色

-第10章测试 配位化学基础

-第10章课件 配位化学基础

第11章 氢和稀有气体

-第11章课件 氢和稀有气体

-第11章测试 氢和稀有气体

第12章 碱金属和碱土金属

-第12章课件 碱金属和碱土金属

-第12章测试 碱金属和碱土金属

第13章 硼族、碳族和氮族元素

-第13章课件 硼族、碳族和氮族元素

-第13章测试 硼族、碳族和氮族元素

第14章 氧族元素和卤素

-第14章课件 氧族元素和卤素

-第14章测试 氧族元素和卤素

第15章 过渡元素

-第15章课件 过渡元素

-第15章测试 过渡元素

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10.5.1 晶体场理论(1)笔记与讨论

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