Métaux de transition

Théorie des champs de ligand

Le modèle de liaison de valence et la théorie des champs cristallins expliquent certains aspects de la chimie des métaux de transition, mais aucun modèle ne permet de prédire toutes les propriétés des complexes de métaux de transition.Un troisième modèle, basé sur la théorie des orbitales moléculaires, a donc été développé, connu sous le nom de théorie des champs de ligand. La théorie des champs de ligands est plus puissante que les théories de la liaison de valence ou des champs de cristaux. Malheureusement, c’est aussi plus abstrait.

Le modèle de champ de ligand pour un complexe octaédrique de métal de transition tel que l’ion Co (NH3) 63 + suppose que les orbitales 3d, 4s et 4p sur le métal se chevauchent avec une orbitale sur chacun des six ligands pour former un total de 15 orbitales moléculaires, comme le montre la figure ci-dessous.

Six de ces orbitales sont des orbitales moléculaires de liaison, dont les énergies sont beaucoup plus faibles que celles des orbitales atomiques d’origine.Six autres sont des orbitales moléculaires opposées, dont les énergies sont plus élevées que celles des orbitales atomiques d’origine.Trois sont mieux décrites comme des orbitales moléculaires non liées, car elles ont essentiellement la même énergie que les orbitales atomiques 3d sur le métal.

La théorie du champ de ligand permet aux orbitales 3d, 4s et 4p du métal de se chevaucher avec les orbitales du ligand pour former un squelette de liaison covalente théoctaédrique qui maintient ce complexe ensemble. Au même moment, ce modèle génère un ensemble de cinq orbitales au centre du diagramme qui sont divisées en sous-couches t2g et eg, comme prédit par la théorie du champ cristallin. En conséquence, nous n’avons pas à nous soucier du métal “coque intérieure” par rapport au métal “coque extérieure” complexes.In effet, nous pouvons utiliser les orbitales 3d de deux manières différentes. Nous pouvons les utiliser pour former le squelette de liaisons covalentes, puis les utiliser à nouveau pour former les orbitales qui retiennent les électrons qui se trouvaient à l’origine dans les orbitales 3d du métal de transition.

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