当前课程知识点:无机化学 > 第10章 配位化学基础 > 10.5 配合物的晶体场理论 > 10.5.1 晶体场理论(1)
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
-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
--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
-2.1 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
--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
--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
--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
-3.1 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
--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
--第3.3节测试 化学平衡理论
-3.4 化学平衡移动
--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
-4.1 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
--第4.2节测试 水的电离平衡
-4.3 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
--第4.4节测试 盐水解平衡
-4.5 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
-5.1 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
--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
--第5.3节测试 溶度积规则
-5.4 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
--第5.5节测试 分步沉淀
-5.6 沉淀溶解
--第5.6节测试 沉淀溶解
-5.7 沉淀转化
--第5.7节测试 沉淀转化
-第5章测试 沉淀-溶解平衡
-6.1 原电池
--第6.1节测试 原电池
-6.2 电极电势
--第6.2节测试 标准电极电势
-6.3 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
--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
--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
-7.1 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
--第7.2节测试 波粒二象性
-7.3 薛定谔方程
--第7.3节测试 薛定谔方程
-7.4 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
--第7.5节测试 波函数角度分布图
-7.6 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
--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
-8.1 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
--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
--第8.3节测试 价层电子对互斥理论
-8.4 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
-9.1 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
--第9.2节测试 金属键与金属晶体
-9.3 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
--第9.4节测试 离子极化理论
-9.5 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
--第9.6节测试 氢键
-第9章测试 晶体结构
-10.1 配位化合物组成及命名
--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
--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
--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
--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
--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11章测试 氢和稀有气体
-第12章测试 碱金属和碱土金属
-第13章测试 硼族、碳族和氮族元素
-第14章测试 氧族元素和卤素
-第15章测试 过渡元素
-动植物体中微量元素的检测
-趣味实验小视频
--糖球烧焦案.m
--指纹重现江湖
--紫甘蓝汁的传奇