Espectros electrónicos y símbolos de término en química inorgánica
Los espectros electrónicos de los complejos de metales de transición se interpretan mediante los símbolos de término de iones libres y su desdoblamiento en un campo ligando, resumidos por los diagramas de Orgel y Tanabe-Sugano.
Definition
Los espectros electrónicos y los símbolos de término en química inorgánica son la interpretación de los espectros de absorción de los complejos de metales de transición en términos de los términos espectroscópicos de iones libres y la forma en que un campo ligando desdobla y ordena los estados electrónicos resultantes.
Scope
Este tema abarca los espectros de absorción electrónica de los complejos de electrones d: los términos de iones libres que surgen de la repulsión electrónica, su desdoblamiento en un campo ligando, las reglas de selección (espín y Laporte) que rigen las intensidades de las bandas d-d, los diagramas de Orgel y Tanabe-Sugano que mapean las energías de los estados en función de la fuerza del campo, y las transiciones de transferencia de carga. Aplica la simetría y las ideas del campo ligando a los espectros, basándose en el tema del campo cristalino y las herramientas de representación.
Core questions
- ¿Cómo surgen los símbolos de término de iones libres de una configuración de electrones d?
- ¿Cómo desdobla un campo ligando estos términos?
- ¿Qué transiciones están permitidas y por qué las bandas d-d son débiles?
- ¿Cómo asignan los diagramas de Tanabe-Sugano el espectro de un complejo?
Key concepts
- Símbolos de término de iones libres
- Desdoblamiento de términos en un campo ligando
- Reglas de selección de espín y Laporte
- Transiciones d-d versus transferencia de carga
- Diagramas de Orgel
- Diagramas de Tanabe-Sugano
Key theories
- Términos de iones libres y su desdoblamiento
- La repulsión electrón-electrón dentro de una configuración d produce términos espectroscópicos; en un campo ligando, estos términos se desdoblan según la simetría en estados cuyas energías dependen de la fuerza del campo.
- Reglas de selección e intensidades de banda
- Las reglas de selección de espín y Laporte (paridad) hacen que las transiciones d-d estén formalmente prohibidas y, por lo tanto, sean débiles, ganando intensidad a través del acoplamiento vibrónico, mientras que las transiciones de transferencia de carga están permitidas y son intensas.
- Diagramas de Orgel y Tanabe-Sugano
- Los diagramas de Orgel muestran el desdoblamiento de términos cualitativamente, y los diagramas de Tanabe-Sugano grafican las energías de los estados en función de la fuerza del campo ligando cuantitativamente, lo que permite asignar las bandas de absorción y extraer los parámetros de desdoblamiento de campo y repulsión.
Clinical relevance
La interpretación de los espectros electrónicos permite a los químicos determinar la geometría, el estado de oxidación y la fuerza del campo ligando de los centros metálicos, incluidos los de pigmentos, piedras preciosas, catalizadores y sitios activos de metaloproteínas.
History
Basándose en la teoría del campo ligando de Bethe y Van Vleck, Tanabe y Sugano publicaron sus diagramas de niveles de energía en 1954, y Orgel desarrolló diagramas cualitativos complementarios. Junto con el análisis de las reglas de selección, estas herramientas transformaron los colores de los complejos de metales de transición en información estructural cuantitativa.
Key figures
- Yukito Tanabe
- Satoru Sugano
- Leslie Orgel
Related topics
Seminal works
- tanabe1954
- weller2018
- figgis2000
Frequently asked questions
- ¿Por qué las bandas de absorción d-d de los complejos suelen ser tan débiles?
- La regla de Laporte prohíbe las transiciones entre orbitales de la misma paridad y la regla de espín prohíbe los cambios de espín, por lo que las transiciones d-d están doblemente obstaculizadas; aparecen solo débilmente, ganando intensidad a través del acoplamiento con vibraciones moleculares que rompen momentáneamente la simetría.
- ¿Qué permite hacer un diagrama de Tanabe-Sugano?
- Muestra cómo las energías de los estados electrónicos de un ion d varían con la fuerza del campo ligando, de modo que al hacer coincidir las relaciones de las energías de absorción observadas con el diagrama, se pueden asignar las bandas y extraer los parámetros de desdoblamiento de campo y de repulsión electrónica del complejo.