Chemie Diplom

星期二, 六月 13, 2006

配合物理论

鲍林的价键理论成功的说明了配合物的结构和磁性,因而至今仍常常应用。但是,由于价健理论仅考虑配合物的中心离子轨道的杂化情况,而没有考虑到配位体对中心离子的影响,因此在说明配合物的一系列性质时,就会遇到困难。比如,配合物为什么会有外轨型和内轨型之分?一些配离子的特征颜色是怎么产生的?在配合物的形成过程中,某些热力学性质又是如何计算的等等。这些都是价键理论无法作出合理解释的,而晶体场理论却可进一步作出较好的说明。

晶体场理论(crystal field theory)是H. Bethe 和 J.H. van Vleck 于1929年首先提出的,它主要讨论在晶场中,金属离子的电子能级发生的变化。

晶体场理论的基本要点:
A)晶体场理论认为,配合物的中心(正)离子与配位体(负离子或偶极分子的负端)之间的化学作用力是纯粹的静电作用,就象离子晶体中的正,负离子借静电作用结合一样,带正电的中心离子处于配位体的负电荷所形成的晶体场中,晶体场理论也因之得名。
B)晶体场理论认为中心离子价电子层中的d电子,会受到配位体所形成的晶体场的排斥作用,结果造成中心离子d轨道的能量发生改变,有些d轨道的能量相对升高,有些则相对降低,这就是d轨道的能级分裂。
C)配合物的空间构型不同,配位体所形成的晶体场也不同。中心离子的电子所受到的排斥也不同,结果也会造成不同情况的d轨道分裂。

晶体场理论最大的不足就是,没有考虑共价键在配合物中的地位。配位场理论(ligand field theory)是晶体场理论的发展,它的实质是配位化合物的分子轨道理论。在处理配位体所产生的电场作用下的中心金属原子轨道能级变化时,以分子轨道理论方法为主,并吸收晶体场理论的成果,阐明配位化合物的结构和性质。

价键理论、分子轨道理论以及配位场理论是量子化学描述分子结构的三大基础理论。

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