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分裂能
鎖定
- 中文名
- 分裂能
- 外文名
- splitting energy
- 表示符號
- △
- 所屬類型
- 配位化合物
- 測定方法
- 光譜分析
- 涉及理論
- 晶體場理論
分裂能常見分裂
中心離子d軌道的分裂
我們知道,各d軌道在空間的伸展方向不同,但能量是相同的。在球形對稱的負靜電場作用下,這5個簡併d軌道的能量均會升高,由於受到的靜電排斥作用相等,所以能量升高也相等,因而不會產生分裂,如下圖1(a)(b)所示,但在配離子葉中,由於配體產生的電場不是球形對稱的,因而各d軌道受到的影響不同。現以6配位的八面體構型的配合物為例,當6個配體(負離子或NH3,H2O等極性分子的負端)沿着±x,±y,±z的方向接近中心離子時,配體便形成一個八面體場,如下圖2所示。
[1]
在此八面體場中,中心離子的dz2和dx2-y2軌道正好與配體處於迎頭相撞,如上圖2(b)(c)所示,其電子雲受到配體負電荷的排斥作用最大,因而這兩個軌道的能量比在球形對稱場中的能量要高,而dxy、dyz、dxz則恰巧處於配體的空隙之間,見上圖2(d)(e)(f),所以這三個軌道的電子雲受到的排斥作用較小,比在球形對稱場中的能量要低,這樣便造成d軌道的分裂,如上圖1(c)所示。五個能量相等的d軌道分裂成兩組:一組是能量較高的dz2和dx2-y2,為二重簡併軌道(degenerate orbital),稱為dγ軌道: 另一組是能量較低的dxy、dyz、dxz,為三重簡併軌道,稱為dε軌道。
[2]
分裂能配合物分裂能
八面體配合物的分裂能
對八面體配合物(octahedral coordination compounds)的分裂能,用Δo表示,它相當於1個電子在dγ-dε間的躍遷所需要的能量。一般將Δo分成10等分,每等分為1Dq,則Δo為10Dq。量子力學指出,分裂前後d軌道的總能量應保持不變。若分裂前d軌道的能量作為零點,那麼所有的dγ軌道和dε軌道的總能量等於零,即:
2Edγ+3Edε=0(有兩個軌道,有三個軌道),由於分裂能
Δo=Edγ-Edε=10Dq,所以解得:
Edγ=3/5Δo=6Dq(比分裂前高6Dq),
分裂能影響大小因素
(1)配體的影響(△遞增次序)
光譜化學順序(從左到右配體的場強逐步增強):
I-< Br-< Cl-< F-< OH-< C2O42- < H2O < NH3 < en < NO2-<CN-(CO)
(2)中心離子的電荷數
如:Fe3+ > Fe2+