Übergangsmetalle

Ligandenfeldtheorie

Das Valenzbindungsmodell und die Kristallfeldtheorie erklären einige Aspekte der Chemie der Übergangsmetalle, aber keines der Modelle ist gut darin, alle Eigenschaften von Übergangsmetallkomplexen vorherzusagen.Daher wurde ein drittes Modell entwickelt, das auf der Molekülorbitaltheorie basiert und als Ligandenfeldtheorie bekannt ist. Die Ligandenfeldtheorie ist mächtiger als die Valenzbindungs- oder Kristallfeldtheorie. Leider ist es auch abstrakter.

Das Ligandenfeldmodell für einen oktaedrischen Übergangsmetallkomplex wie das Co (NH3) 63 + -Ion geht davon aus, dass sich die 3d-, 4s- und 4p-Orbitale auf dem Metall mit einem Orbital auf jedem der sechs Liganden überlappen, um insgesamt 15 Molekülorbitale zu bilden, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Sechs dieser Orbitale sind bindende Molekülorbitale, deren Energien viel niedriger sind als die der ursprünglichen Atomorbitale.Weitere sechs sind antibindende Molekülorbitale, deren Energien höher sind als die der ursprünglichen Atomorbitale.Drei werden am besten als nicht bindende Molekülorbitale beschrieben, da sie im Wesentlichen die gleiche Energie wie die 3D-Atomorbitale auf dem Metall haben.

Die Ligandenfeldtheorie ermöglicht es den 3d-, 4s- und 4p-Orbitalen auf dem Metall, sich mit Orbitalen auf dem Liganden zu überlappen, um das oktaedrische kovalente Bindungsgerüst zu bilden, das diesen Komplex zusammenhält. Zur gleichen Zeit erzeugt dieses Modell einen Satz von fünf Orbitalen in der Mitte des Diagramms, die in t2g- und eg-Subschalen aufgeteilt sind, wie von der Kristallfeldtheorie vorhergesagt. Als ergebnis, wir don’t haben zu sorgen über “innere-shell” versus “äußere-shell” metall complexes.In effekt, wir können die 3D-Orbitale auf zwei verschiedene Arten verwenden. Wir können sie verwenden, um die kovalenten Bindungen zu bildenskelett und dann wieder verwenden, um die Orbitale zu bilden, die die Elektronen haltendas waren ursprünglich in den 3D-Orbitalen des Übergangsmetalls.

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