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 > 10.5.3 晶体场理论(3)
同学你好
这节课我们讲 晶场理论的第三部分
前两节课我们讲了 晶场理论里面
低轨道的分裂以及D轨道分裂的影响因素
还有 晶场理论如何解释
配合物的磁性
晶场理论还能解释配后的什么性质
我们说第一个我们要解释配合物为什么能够稳定存在
配偶能够稳定存在
在 晶场理论明
认为一方面
是由于静电的相互作用所构成的
另一方面
是由于产生了晶体场稳定化能
就在这儿叫CFSE
那么它的定义是什么
就是说以求对称长为零点
当轨道分裂之后
电子会进行重排
就像刚才我们说过的那样
那么电子重排之后
就会从降低的轨道上里边获得额外的能量
那么这部分能量叫做 晶体场稳定化能
那么它的计算方式就是我们把轨道降低的
这里面的电子数乘上降低的这个DQ值
然后
再加上能量比较高
轨道上的电子数乘上这个轨道上升的能量值
然后
它的单位是DQ
那么这就是晶体场稳定化能的计算公式
那么具体的实际中去的话
实际上是这样的
我们可以看到D1D2D3这三种情况
我们说没有不同的排布
所以他们的 晶场分裂能
然后引起的这个 晶场稳定化能都是一样的
我们看第一个电子
由于在低轨道里边有一个电子
它是-4
所以它就是-4DQ第二个-8
第三个-12
那么到第四个的时候就两种排布方式
第一种是排到比较高的能级上去
就是弱场情况
那么它上升了六个
所以就-6
那么第二种情况它继续排在D轨道上去
所以它就是-16
那么再往D5D6D7一样
我们看到对于弱场配体来讲
它最后有一个等于0的过程
但对于强场过程来讲
它最后一个稳定化能最大的时候
是-24个DQ那么当到D8D9D10的时候
他们又是弱场情况和强场情况都一样
那么它都有能量的降低
那么通过这个表我们可以看出来
晶场稳定化能总是有的
最少它是没有变化
就相当于是零
那么无论是强场配体
还是弱场配体都有晶场稳定化能
那么只不过在强场配体和弱场配体里面
在这几种状态下
它是有不同之处的
那么这个就构成了配合物稳定性的一部分
那么 晶场稳定化能与什么有关系
它与这三个有关系
第一个D电子的数目
刚才我们那个表里面就列出了
这不同的D电子数的时候
它晶体往外化能的大小
第二个是配体的相对强弱
就是弱场情况和强场情况
第三个情况就是晶体场的类型
那么正八面体场比较大
而正四面体场比较小
那么晶体场化能里边
它能给出的能量仅占配合物总量量大约5%到10%
但是
他是 晶场理论的核心之一
为什么这么说
因为实际上大多数配合物它的稳定性相近
那么它相差的也就是5%和10%
就能决定了它的很多性质
说很多性质
那么我们这里给出的这个具体的量的大小是这样的
就是说像Ti的这个配合物
它的水和热大概是四千八百千焦
但是它的这个 O那么就是251
那么如果按照最大的这种情况
那么就是这这是十个DQ
那么我们也就是500多个千焦每摩尔
那么跟原来的这个4000多来讲
也就是百分之十几的这么一个值
但是这百分之十几却影响了配合物的稳定性
那么这个就是我们说 晶场理论
对于配合稳定性的影响
下面我们再看一下
晶场理论怎么解释这个磁性的
那么这个
我们前面讲过了
所以这里面我们只是看一下就可以了
最后一个我们要解释配合物的颜色
刚才我们说我们之所以要学习 晶场理论
是因为 晶场理论可以解释配合物的颜色
那么他是怎么解释
他是这样解释的
他说配合物的颜色是由什么引起的
是由于D轨道分裂之后
从比较低能级的低轨道电子跃迁到高能级上去
那么这个要吸收能量
那么这部分能量的大小刚好落在了可见光的范围
所以这样的话
吸收了一部分能量
然后
使得我们观察到的配合物就具有了颜色
所以我们说吸收的这个光子
它的频率与分裂能的大小有关
这是一个
第二个
就是配合物颜色的深浅与
这个跃迁的电子的数目有关
就是电子越多的话这个颜色会越深一些
那么注意配合物的颜色的话
它是在光学上是一种进组类型的这个跃迁
所以它的颜色
通常比较浅
那么也就是我们现在通常所说的
那种小清新的那种颜色
下面我们就看一下一个具体例子
就是 这个配合物
那我们看到的配合物的这个颜色
是一个 是个什么颜色
是个紫色的
那么紫色是怎么看到的
就是我们来的光
入射的光是白色的
但是经过这个配合物之后
我们看到就变成紫色了
那么它为什么变成紫色
那么通过物理的光学
我们知道这是一个我们叫做
互补颜色的一个色圈
那么它对应的颜色就是什么
是吸收的颜色和这个显示的颜色
那么比如我们是这个紫色
如果我们看到的紫色实际上吸收的是这种黄色
如果我们看到这个溶液是黄色
它吸收的就是紫色
那么通过这个我们可以看出来
这个 它吸收的是黄色的光
那么这里面是它的吸收光谱
这个是光谱
我们说这个颜色
那我们看到它吸收的绝大多数
应该是黄色的光这一部分
所以我们就说这个是由于什么造成的
就是由于是在配合物里边
dd电子跃迁所造成的
那么这两个跃迁它吸收光的频率
刚好落在了黄色的范围内
那么通过这个我们还可以
计算晶场稳定化能是97千焦每摩尔
所以我们通过这么一个例子
就是说这个可以一个解释颜色
另外一个可以通过这个来计算
这个 晶场的稳定化能
那么我们最后再看一下
就是说如果不同的配体
我们会同样的金属离子
我们会看到不同的颜色
这是由于什么造成的
这是我们说由于这个不同的配体
它的分裂能不一样
所造成的
我们看
那么 它的分裂能比较小
所以它显示什么颜色是氯的颜色
那么它吸收的什么光是红色的光
然后我们再看这个六氰合铬
它显示出是黄色的颜色
那么它吸收什么
紫色的光
那么我们同学想一下
是红色的光能量更大
还是紫色光更大
都知道是紫色光增大
因此我们说这个分裂能也更大一些
所以这个解释配合物的颜色解释得十分清楚
而且
就是说不同的情况也能分别给出不同的解释
这就是这节课我们要讲授的内容
-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