طیفهای الکترونی و نمادهای ترم در شیمی معدنی
طیفهای الکترونی کمپلکسهای فلزات واسطه از طریق نمادهای ترم یون آزاد و شکافتگی آنها در میدان لیگاند، که توسط نمودارهای اورگل و تانابه-سوگانو خلاصه شدهاند، تفسیر میشوند.
Definition
طیفهای الکترونی و نمادهای ترم در شیمی معدنی، تفسیر طیفهای جذب کمپلکسهای فلزات واسطه بر اساس ترمهای طیفسنجی یون آزاد و نحوه شکافتگی و مرتبسازی حالتهای الکترونی حاصل توسط میدان لیگاند است.
Scope
این موضوع طیفهای جذب الکترونی کمپلکسهای دارای الکترون d را پوشش میدهد: ترمهای یون آزاد ناشی از دافعه الکترونی، شکافتگی آنها در میدان لیگاند، قواعد انتخاب (اسپین و لاپورت) که شدت نوارهای d–d را کنترل میکنند، نمودارهای اورگل و تانابه-سوگانو که انرژی حالتها را در برابر قدرت میدان ترسیم میکنند، و گذارهای انتقال بار. این موضوع تقارن و ایدههای میدان لیگاند را در مورد طیفها به کار میبرد و بر اساس موضوع میدان بلوری و ابزارهای نمایش بنا شده است.
Core questions
- نمادهای ترم یون آزاد چگونه از یک پیکربندی الکترون d به وجود میآیند؟
- یک میدان لیگاند چگونه این ترمها را میشکافد؟
- کدام گذارها مجاز هستند و چرا نوارهای d–d ضعیف هستند؟
- نمودارهای تانابه-سوگانو چگونه طیف یک کمپلکس را تعیین میکنند؟
Key concepts
- نمادهای ترم یون آزاد
- شکافتگی ترمها در میدان لیگاند
- قواعد انتخاب اسپین و لاپورت
- گذارهای d–d در مقابل انتقال بار
- نمودارهای اورگل
- نمودارهای تانابه-سوگانو
Key theories
- ترمهای یون آزاد و شکافتگی آنها
- دافعه الکترون-الکترون در یک پیکربندی d، ترمهای طیفسنجی را تولید میکند؛ در یک میدان لیگاند، این ترمها بر اساس تقارن به حالتهایی شکافته میشوند که انرژی آنها به قدرت میدان بستگی دارد.
- قواعد انتخاب و شدت نوارها
- قواعد انتخاب اسپین و لاپورت (پاریته) گذارهای d–d را به طور رسمی ممنوع و بنابراین ضعیف میکنند، با شدت کسب شده از طریق کوپلینگ ارتعاشی-الکترونی، در حالی که گذارهای انتقال بار مجاز و شدید هستند.
- نمودارهای اورگل و تانابه-سوگانو
- نمودارهای اورگل شکافتگی ترم را به صورت کیفی نشان میدهند و نمودارهای تانابه-سوگانو انرژی حالتها را در برابر قدرت میدان لیگاند به صورت کمی ترسیم میکنند، که امکان تخصیص نوارهای جذب و استخراج پارامترهای شکافتگی میدان و دافعه را فراهم میآورد.
Clinical relevance
تفسیر طیفهای الکترونی به شیمیدانان امکان میدهد تا هندسه، حالت اکسایش و قدرت میدان لیگاند مراکز فلزی، از جمله آنهایی که در رنگدانهها، سنگهای قیمتی، کاتالیزورها و جایگاههای فعال متالوپروتئینها یافت میشوند، را تعیین کنند.
History
بر اساس نظریه میدان لیگاند بت و ون ولک، تانابه و سوگانو نمودارهای سطح انرژی خود را در سال ۱۹۵۴ منتشر کردند و اورگل نمودارهای کیفی مکملی را توسعه داد. این ابزارها به همراه تحلیل قواعد انتخاب، رنگهای کمپلکسهای فلزات واسطه را به اطلاعات ساختاری کمی تبدیل کردند.
Key figures
- Yukito Tanabe
- Satoru Sugano
- Leslie Orgel
Related topics
Seminal works
- tanabe1954
- weller2018
- figgis2000
Frequently asked questions
- چرا نوارهای جذب d–d کمپلکسها معمولاً بسیار ضعیف هستند؟
- قاعده لاپورت گذار بین اوربیتالهای با پاریته یکسان را ممنوع میکند و قاعده اسپین تغییرات اسپین را ممنوع میکند، بنابراین گذارهای d–d دو برابر با مانع مواجه هستند؛ آنها فقط به صورت ضعیف ظاهر میشوند و شدت خود را از طریق کوپلینگ با ارتعاشات مولکولی که به طور لحظهای تقارن را میشکنند، به دست میآورند.
- نمودار تانابه-سوگانو چه کاری را به شما امکان میدهد؟
- این نمودار نشان میدهد که چگونه انرژی حالتهای الکترونی یک یون d با قدرت میدان لیگاند تغییر میکند، بنابراین با تطبیق نسبتهای انرژیهای جذب مشاهده شده با نمودار، میتوانید نوارها را تخصیص دهید و پارامترهای شکافتگی میدان و دافعه الکترونی کمپلکس را استخراج کنید.