化学VR实验室:配合物之晶体场理论(三)

更新时间:2023-12-13 来源:矩道科技 浏览:0

若中心原子或者中心离子位于正四面体的中心,四个角上各放一个配体,即可得到正四面体型的配合物,下图是参照正交坐标系中的配体的位置。

dz2和dx2-y2的轨道方向沿着坐标轴的轴线方向

由图可见,五个轨道并没有直接指向配体的,但与配体的夹角也各有不同。dxy、dyz和dxz轨道的极大值是指向立方体的棱线中点,而dx2-y2和dz2轨道的极大值是指向正方体的面心。可以看到前者与配体的夹角较小,排斥力更大,因此dxy、dyz和dxz这三个轨道在四面体场中能级上升较多,我们借助矩道化学VR实验室可以直观展示三个轨道上的电子排布。

dxy、dyz和dxz的轨道方向指向棱的中点

而后者与配体的夹角较大,dx2-y2和dz2轨道的能级上升较少。

因此在四面体场的作用下,5个简并的d轨道产生了与八面体场相反的分裂:一组是能级较高的t2轨道,包含dxy、dyz和dxz;另一组是能级较低的e轨道,包含dx2-y2和dz2

而由于四面体场中,五个轨道都没有直接指向配体,因此产生的能级差会小于在八面体场中的能级差。计算表明,在配体及其与中心离子距离相同的条件下,正四面体场中d轨道能级分裂所产生的能级差只有八面体场的4/9,将其记为Δt,有

解得

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