التكوين الإلكتروني zn2. أمثلة على حل المشكلات. النظرية المدارية الجزيئية

رباعي فلوريد الزنك

الزنك 2 ف 4 (ز).الخصائص الديناميكية الحرارية لرباعي فلوريد ثنائي الزنك الغازي في الحالة القياسية في نطاق درجات الحرارة 100 - 6000 كلفن موضحة في الجدول. زنك 2 ف 4 .

الثوابت الجزيئية المستخدمة لحساب الوظائف الديناميكية الحرارية لـ Zn 2 F 4 موضحة في الجدول. زنك 8. لم يتم دراسة بنية جزيء Zn 2 F 4 تجريبيا. قياسًا على Be 2 F 4 [ 82SOL/OZE ]، Mg 2 F 4 [ 81SOL/SAZ ] (انظر أيضًا [ 94GUR/VEY ]) و Al 2 F 4 [ 82ZAK/CHA ] لـ Zn 2 F 4 بشكل رئيسي الحالة الإلكترونية 1 أز تم اعتماد هيكل دوري مسطح (مجموعة التناظر د 2ح). يوصى بأن يكون الوزن الساكن للحالة الإلكترونية الأرضية لـ Zn 2 F 4 مساويًا لـ I، استنادًا إلى حقيقة أن أيون Zn 2+ لديه... د 10 التكوين الإلكتروني. حاصل ضرب لحظات القصور الذاتي المبينة في الجدول. Zn.8، محسوبًا من المعلمات الهيكلية المقدرة: ص(الزنك-F ر) = 1.75 ± 0.05 Å (رابطة Zn-F الطرفية)، ص(الزنك-F ب) = 1.95 ± 0.05 Å (جسر رابطة Zn-F) و Ð F ب- الزنك-F ب= 80 ± 10 س. من المفترض أن يكون طول الرابطة Zn-F t هو نفسه ص(Zn-F) في جزيء ZnF 2، يوصى بأن تكون القيمة r (Zn-F b) أكبر بمقدار 0.2 Å من الرابطة الطرفية، كما هو ملاحظ في ثنائيات Al وGa وIn وTl وBe و هاليدات الحديد. قيمة الزاوية F ب- الزنك-F بالمقدرة من القيم المقابلة في جزيئات Be 2 F 4 و Mg 2 F 4 و Al 2 F 4. خطأ في القيمة المحسوبة أنا أ أنا ب أنا جهو 3·10-113 جم 3 سم 6.

تم أخذ ترددات اهتزازات تمديد روابط Zn-F n 1 وn 2 الطرفية من أعمال Givan وLevenschuss [80GIV/LOE]، اللذين درسا طيف الأشعة تحت الحمراء وأطياف رامان لجزيئات Zn 2 F 4 المعزولة في الكريبتون. مصفوفة. من المفترض أن تكون ترددات الاهتزاز لجميع روابط الجسر Zn-F (n 3) هي نفسها، ويتم تقدير قيمها على افتراض أن (n بر) av = 0.7، كما في ثنائيات Fe وAl وGa وIn halides. يوصى بترددات اهتزازات التشوه للروابط الطرفية (n 4 - n 5) لـ Zn 2 F 4، على افتراض أن نسبة قيمها في Zn 2 F 4 و Zn 2 Cl 4 هي نفسها بالنسبة لـ ZnF 2 و كلوريد الزنك 2. يعتبر تردد اهتزاز التشوه غير المستوي للدورة (n 7) أعلى قليلاً من التردد المقابل لـ Zn 2 Cl 4. يتم تقدير قيمة تردد اهتزاز التشوه للدورة في المستوى ( ن 6 ) بالمقارنة مع القيمة المقبولة لـ Zn 2 Cl 4 ومع مراعاة نسبة ترددات اهتزاز روابط الجسر Zn-F و Zn-Cl في Zn 2 F 4 و Zn 2 Cl 4 . الأخطاء في ترددات الاهتزازات المرصودة تجريبياً هي 20 سم -1 وتقدر بـ 20% من قيمتها.

لم يتم أخذ الحالات الإلكترونية المثارة لـ Zn 2 F 4 في الاعتبار عند حساب الدوال الديناميكية الحرارية.

تم حساب الدوال الديناميكية الحرارية لـ Zn 2 F 4 (r) بتقريب "المذبذب التوافقي الصلب" باستخدام المعادلات (1.3) - (1.6) ، (1.9) ، (1.10) ، (1.122) - (1.124) ، (1.128) ) ، (1.130) . ترجع الأخطاء في الدوال الديناميكية الحرارية المحسوبة إلى عدم دقة القيم المقبولة للثوابت الجزيئية وكذلك الطبيعة التقريبية للحساب وتبلغ 6 و 16 و 20 J × K ‑1 × mol ‑1 in قيم Φ°( ت) عند 298.15 و3000 و6000 كلفن.

يتم نشر جدول الوظائف الديناميكية الحرارية لـ Zn 2 F 4 (g) لأول مرة.

تم حساب ثابت التوازن Zn 2 F 4 (g) = 2Zn(g) + 4F(g) باستخدام القيمة المقبولة

د فيحº(Zn 2 F 4. g, 0) = 1760 ± 30 كيلو جول × مول ‑1.

يتم تقييم الأهمية من خلال مقارنة المحتوى الحراري للتسامي و dimerization من ثنائيات الهاليدات المدرجة في هذا المنشور. ويبين الجدول Zn.12 قيم النسب D سح°(ميهال 2. ك، 0) / د صح°(MeHal 2 – MeHal 2, 0) الموافق للقيم المقبولة في هذا المنشور.

في 9 حالات من أصل 20 حالة، كانت البيانات التجريبية مفقودة. بالنسبة لهذه المركبات، تم إجراء التقديرات الواردة في الجدول بين قوسين معقوفين. ويتم إجراء هذه التقديرات بناءً على الاعتبارات التالية:

1. بالنسبة لمركبات Fe وCo وNi، يتم قبول اختلاف بسيط في السلسلة F-Cl-Br-I وغياب مثل هذا الاختلاف في سلسلة Fe-Co-Ni؛

2. بالنسبة لمركبات الزنك لا يمكن ملاحظة اختلاف القيم في السلسلة F-Cl-Br-I، وبالنسبة للفلورايد فإن القيمة المأخوذة هي متوسط ​​القيم المتبقية؛

3. بالنسبة لمركبات النحاس، يتم قبول نطاق صغير في السلسلة F-Cl-Br-I، عن طريق القياس مع مركبات مجموعة الحديد، بناءً على تقارب القيم؛ تم اعتماد الحركة نفسها بشكل أصغر إلى حد ما.

يؤدي النهج الموصوف إلى قيم المحتوى الحراري للانحلال لـ Me 2 Hal 4 الواردة في الجدول. Zn.13.

عند حساب طاقة الانحلال لـ Cu 2 I 4، تم استخدام القيمة D، غير المدرجة في هذا المنشور ش° (CuI 2, k, 0) = 180 ± 10 كيلوجول × مول -1. (انظر النص الخاص بالمحتوى الحراري لتسامي CuBr 2).

يمكن تقدير دقة التقديرات بـ 50 كيلو جول × مول -1 للنحاس 2 I 4 و 30 كيلو جول × مول -1 في حالات أخرى.

القيمة المقبولة للمحتوى الحراري للانحلال لـ Zn 2 F 4 تتوافق مع قيمة المحتوى الحراري للتكوين:

د fH° (Zn 2 F 4. g, 0) = -1191.180 ± 30.0 كيلو جول × مول −1.

أوسينا إل. [البريد الإلكتروني محمي]

جوساروف أ.ف. [البريد الإلكتروني محمي]

مثال 1. تحديد شحنة العامل المعقد في مركب NO 2. قم بتسمية هذا الاتصال.

حل

يتكون المجال الخارجي لـ CS من أنيون NO واحد، وبالتالي فإن شحنة المجال الداخلي بأكمله هي +1، أي +. المجال الداخلييحتوي على مجموعتين من الروابط NH 3 و Cl –. يتم الإشارة إلى درجة أكسدة عامل التعقيد بواسطة Xوحل المعادلة

1 = 1X+ 0·4 + 2·(–1). من هنا X = +1.

وبالتالي، CS هو الكاتيون المعقد. اسم المركب: نتريت ثنائي كلوروتراأمين الكوبالت (+1).

مثال 2. لماذا يمتلك الأيون + بنية خطية؟

حل

تحديد شحنة عامل التعقيد في أيون معقد معين

1 = 1X+ 0·2 . من هنا X = +1.

يتوافق الهيكل الإلكتروني للمستويات الفرعية للتكافؤ في Cu + ion مع التكوين 3 د 10 4س 0 4ر 0 . منذ 3 د – المستوى الفرعي لا يحتوي على شواغر، ثم واحد 4 سوواحد 4 صالمدارات التي تهجين حسب النوع sp. يتوافق هذا النوع من التهجين (انظر الجدول 1) مع البنية الخطية للمجمع.

مثال 3. تحديد نوع تهجين الأيون المركزي AO والبنية الهندسية للمجمع 2–.

حل

التكوين الإلكتروني للأيون المركزي Hg 2+: 5 د 10 6س 0 6ر 0 ويمكن تمثيل الدائرة الرسومية الإلكترونية بالطريقة الآتية

يتم تشكيل الرابطة الكيميائية وفقًا لآلية المانح والمستقبل، حيث توفر كل من الروابط المانحة الأربعة (Cl – ions) زوجًا وحيدًا من الإلكترونات (الأسهم المتقطعة)، ويوفر عامل التعقيد (Hg 2+ ion) AO مجانيًا: واحد 6 سوثلاثة 6 صهيئة الأوراق المالية

وهكذا، في هذا الأيون المعقد، يحدث تهجين sp3 لـ ao، ونتيجة لذلك يتم توجيه الروابط نحو رؤوس رباعي السطوح ويكون للأيون 2- هيكل رباعي السطوح.

مثال 4. ارسم مخططًا للطاقة لتكوين الروابط في المركب 3 – وحدد نوع تهجين مدارات الذرة المركزية. ما هي الخصائص المغناطيسية التي يمتلكها المجمع؟

حل

التكوين الإلكتروني للأيون المركزي Fe 3+:…3 د 5 4س 0 4ص 0 4د 0 . ستة بروابط أحادية السن CN - تنشئ حقلاً ثماني السطوح قويًا وتشكل ستة روابط σ، مما يوفر أزواجًا وحيدة من إلكترونات ذرة الكربون إلى AO الحر للعامل المعقد Fe 3+، بينما تتم إزالة انحطاط AO 3 دعامل تعقيد المستوى الفرعي. يبدو مخطط الطاقة للمجمع

ه

دγ سلسلة

الحديد 3+ :…3 د 5

دسلسلة ε

خمسة 3 د 3-توزع الإلكترونات بشكل كامل في المدارات دε سلسلة، نظرًا لأن طاقة الانقسام التي تنشأ أثناء التفاعل مع الروابط عالية المجال تبين أنها كافية لتحقيق أقصى قدر من الاقتران الإلكتروني. متاح 3 د, 4سو 4 ص-تتعرض المدارات د 2 sp 3- التهجين وتحديد البنية الثماني السطوح للمعقد. المجمع مغناطيسي، لأن هناك إلكترون واحد غير متزاوج

د 2 sp 3

مثال 5. ارسم مخططًا للطاقة لتكوين الروابط في المجمع - وحدد نوع التهجين.

حل

الصيغة الإلكترونية Cr 3+: …3 د 3 4س 0 4ص 0 4د 0 . الروابط أحادية السن F - تشكل أربع روابط σ، وهي روابط حقلية ضعيفة وتنشئ مجالًا رباعي السطوح

ه

دسلسلة ε

دγ سلسلة

اثنان مجانا 3 د، واحد 4 سوواحد 4 ريتم تهجين عوامل التعقيد AO وفقًا للنوع د 2 spونتيجة لذلك، يتم تشكيل مجمع مغناطيسي من تكوين رباعي السطوح.

مثال 6. اشرح لماذا يكون الأيون 3 مغناطيسيا والأيون 3 ثنائي المغناطيسي.

حل

الصيغة الإلكترونية للعامل المعقد Co 3+: ...3 د 6. في المجال الثماني السطوح من بروابط F (ربيطة المجال الضعيفة)، يحدث انقسام طفيف د-المستوى الفرعي، وبالتالي تملأ الإلكترونات AO وفقًا لقاعدة هوند (انظر الشكل 3). في هذه الحالة، هناك أربعة إلكترونات غير متزاوجة، وبالتالي فإن الأيون 3- بارامغناطيسي. عندما يتم تكوين أيون 3– بمشاركة رابطة عالية المجال (CN– أيون)، فإن طاقة الانقسام د-سيكون المستوى الفرعي مهمًا جدًا لدرجة أنه سيتجاوز طاقة التنافر بين الإلكترونات المقترنة. سوف تملأ الإلكترونات AO لأيون Co 3+ في انتهاك لقاعدة هوند (انظر الشكل 4). في هذه الحالة، يتم إقران جميع الإلكترونات، ويكون الأيون نفسه ثنائي المغناطيسية.

مثال 7بالنسبة للأيون 3+، تبلغ طاقة الانقسام 167.2 كيلو جول مول -1. ما لون مركبات الكروم (III) في المحاليل المائية؟

حل

لتحديد لون المادة، نحدد الطول الموجي الذي يمتص عنده الضوء

أو نانومتر.

وهكذا فإن الأيون 3+ يمتص الضوء الموجود في الجزء الأحمر من الطيف، والذي يتوافق مع اللون الأخضر لمركب الكروم (III).

مثال 8. تحديد ما إذا كان راسب كبريتيد الفضة (I) سيتشكل عند درجة حرارة 25 درجة مئوية إذا قمت بخلط أحجام متساوية من محلول 0.001 مولار - يحتوي على المركب الذي يحمل نفس الاسم CN - بتركيز 0.12 مول/دم3، و محلول من الأيون المترسب S 2 - بتركيز 3.5·10 –3 م.

حل

يمكن تمثيل عملية تفكك أيون معين بالرسم التخطيطي

– ↔ حج + + 2CN – ,

ويمكن كتابة عملية الترسيب على النحو التالي

2Ag + + S 2– ↔ Ag 2 S.

لتحديد ما إذا كان الراسب سيتشكل أم لا، من الضروري حساب منتج ذوبان كبريتيد الفضة PR(Ag 2 S) باستخدام الصيغة

لتحديد تركيز أيونات الفضة، نكتب تعبير ثابت عدم الاستقرار للأيون المعقد

. من هنا

باستخدام الكتاب المرجعي نختار قيمة ثابت عدم الاستقرار للمعقد - ( لالعش = 1·10 -21). ثم

مول/دم3.

دعونا نحسب منتج الذوبان للراسب الناتج

باستخدام الكتاب المرجعي، نختار القيمة المجدولة لمنتج قابلية ذوبان كبريتيد الفضة (علامة التبويب PR(Ag 2 S) = 5.7·10 –51) ونقارنها بالقيمة المحسوبة. منذ جدول العلاقات العامة< ПР расчет, то из данного раствора осадок выпадает, так как соблюдается условие выпадения осадка.

مثال 9. احسب تركيز أيونات الزنك في محلول رباعي سيانوزينكات الصوديوم بتركيز 0.3 مول/دم3 مع وجود فائض من أيونات السيانيد في المحلول يساوي 0.01 مول/دم3.

حل

يستمر التفكك الأولي بشكل كامل تقريبًا وفقًا للمخطط

نا 2 → 2نا 2+ + 2–

التفكك الثانوي يتبع المعادلة

2– ↔ الزنك 2+ + 4CN –

دعونا نكتب التعبير عن ثابت عدم الاستقرار لهذه العملية

. من هنا

باستخدام الكتاب المرجعي، نجد قيمة ثابت عدم الاستقرار لأيون معين ( لالعش = 1.3·10 -17). إن تركيز أيونات السيانيد المتكونة نتيجة تفكك المعقد أقل بكثير من تركيز الفائض المدخل، ويمكن افتراض أن  0.01 مول/سم3، أي تركيز أيونات CN المتكونة على شكل يمكن إهمال نتيجة التفكك. ثم

مول/دم3.

تحتاج إلى تمكين JavaScript لتشغيل هذا التطبيق.

التكوين الإلكترونيةذرةهي صيغة توضح ترتيب الإلكترونات في الذرة حسب المستويات والمستويات الفرعية. بعد دراسة المقال ستتعرف على مكان وكيفية تواجد الإلكترونات، وتتعرف على أعداد الكم وتكون قادرًا على بناء التكوين الإلكتروني للذرة من خلال رقمها، وفي نهاية المقال يوجد جدول للعناصر.

لماذا دراسة التكوين الإلكتروني للعناصر؟

الذرات تشبه مجموعة البناء: هناك عدد معين من الأجزاء، وهي تختلف عن بعضها البعض، ولكن جزأين من نفس النوع متماثلان تمامًا. لكن مجموعة البناء هذه أكثر إثارة للاهتمام من المجموعة البلاستيكية، وإليكم السبب. يتغير التكوين اعتمادًا على من هو قريب. على سبيل المثال، الأكسجين بجانب الهيدروجين ربمايتحول إلى ماء، وعندما يكون بالقرب من الصوديوم يتحول إلى غاز، وعندما يكون بالقرب من الحديد يتحول بالكامل إلى صدأ. للإجابة على سؤال لماذا يحدث هذا والتنبؤ بسلوك ذرة بجانب أخرى، لا بد من دراسة التكوين الإلكتروني، وهو ما سيتم مناقشته أدناه.

كم عدد الإلكترونات الموجودة في الذرة؟

تتكون الذرة من نواة تدور حولها إلكترونات، وتتكون النواة من بروتونات ونيوترونات. في الحالة المحايدة، يكون لكل ذرة عدد من الإلكترونات يساوي عدد البروتونات الموجودة في نواتها. يتم تحديد عدد البروتونات من خلال العدد الذري للعنصر، على سبيل المثال، يحتوي الكبريت على 16 بروتونًا - وهو العنصر السادس عشر في الجدول الدوري. يحتوي الذهب على 79 بروتونًا، وهو العنصر رقم 79 في الجدول الدوري. وعليه، فإن الكبريت لديه 16 إلكترونًا في الحالة المحايدة، والذهب لديه 79 إلكترونًا.

أين تبحث عن الإلكترون؟

من خلال مراقبة سلوك الإلكترون، تم استخلاص أنماط معينة، تم وصفها بأرقام الكم، وهناك أربعة في المجموع:

  • عدد الكم الرئيسي
  • رقم الكم المداري
  • عدد الكم المغناطيسي
  • تدور عدد الكم

مداري

علاوة على ذلك، بدلاً من كلمة مدار، سنستخدم مصطلح "المدار"؛ المدار هو الدالة الموجية للإلكترون؛ وهي تقريبًا المنطقة التي يقضي فيها الإلكترون 90% من وقته.
ن - المستوى
لام - قذيفة
م ل - الرقم المداري
M s - الإلكترون الأول أو الثاني في المدار

رقم الكم المداري l

ونتيجة لدراسة السحابة الإلكترونية، وجدوا أنه اعتمادًا على مستوى الطاقة، تأخذ السحابة أربعة أشكال رئيسية: كرة، ودمبل، وشكلين آخرين أكثر تعقيدًا. ومن أجل زيادة الطاقة، تسمى هذه الأشكال s- وp- وd- وf-shell. يمكن أن تحتوي كل من هذه الأصداف على مدارات واحدة (on s) و3 (on p) و5 (on d) و7 (on f). رقم الكم المداري هو الغلاف الذي توجد فيه المدارات. يأخذ رقم الكم المداري للمدارات s وp وd وf القيم 0,1,2 أو 3 على التوالي.

يوجد مدار واحد على الغلاف s (L=0) - إلكترونين
هناك ثلاثة مدارات على الغلاف p (L=1) - ستة إلكترونات
هناك خمسة مدارات على الغلاف d (L=2) - عشرة إلكترونات
هناك سبعة مدارات على الغلاف f (L=3) - أربعة عشر إلكترونًا

عدد الكم المغناطيسي m l

هناك ثلاثة مدارات على الغلاف p، تم تحديدها بالأرقام من -L إلى +L، أي أنه بالنسبة للقذيفة p (L=1) هناك مدارات "-1" و"0" و"1" . يُشار إلى رقم الكم المغناطيسي بالحرف m l.

داخل الغلاف، من الأسهل أن تتواجد الإلكترونات في مدارات مختلفة، لذا فإن الإلكترونات الأولى تملأ إلكترونًا واحدًا في كل مدار، ثم يضاف زوج من الإلكترونات إلى كل واحد.

النظر في قذيفة د:
يتوافق الغلاف d مع القيمة L=2، أي خمسة مدارات (-2،-1،0،1 و2)، تملأ الإلكترونات الخمسة الأولى الغلاف بأخذ القيم M l =-2، M ل =-1, م ل =0 , م ل =1,م ل =2.

تدور عدد الكم م ث

الدوران هو اتجاه دوران الإلكترون حول محوره، وهناك اتجاهان، وبالتالي فإن عدد الكم المغزلي له قيمتان: +1/2 و-1/2. يمكن لمستوى فرعي واحد من الطاقة أن يحتوي فقط على إلكترونين لهما دوران متضاد. يُشار إلى عدد الكم المغزلي بالـ m s

رقم الكم الرئيسي ن

رقم الكم الرئيسي هو مستوى الطاقة عند هذه اللحظةسبعة مستويات للطاقة معروفة، يشار إلى كل منها برقم عربي: 1،2،3،...7. عدد القذائف في كل مستوى يساوي رقم المستوى: هناك قذيفة واحدة في المستوى الأول، واثنتان في الثانية، وما إلى ذلك.

رقم الإلكترون


لذلك، يمكن وصف أي إلكترون بأربعة أرقام كمومية، مزيج هذه الأرقام فريد لكل موضع من الإلكترون، خذ الإلكترون الأول، أدنى مستوى طاقة هو N = 1، في المستوى الأول هناك قذيفة واحدة، القشرة الأولى على أي مستوى لها شكل كرة (قذيفة)، أي. L=0، يمكن أن يأخذ عدد الكم المغناطيسي قيمة واحدة فقط، M l =0 وسيكون الدوران مساويًا لـ +1/2. إذا أخذنا الإلكترون الخامس (في أي ذرة كان)، فإن أرقام الكم الرئيسية له ستكون: N=2، L=1، M=-1، دوران 1/2.

نظرية طريقة رابطة التكافؤ

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 6 4p 0 4d 0

وفقا لل حكم هونديتم ترتيب الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي على النحو التالي:

عامل معقدلديه رقم التنسيق c.n. = 6، وبالتالي يمكنه ربط 6 بروابط، كل منها يحتوي على زوج إلكترون وحيد، وبالتالي فهو مانح للإلكترون. يجب أن يوفر المستقبل (عامل التعقيد) ستة مدارات شاغرة لاستيعاب ستة أزواج من الإلكترونات. عندما يتم تكوين أيون معقد 3+، يتم إطلاق أربعة إلكترونات غير متزاوجة في الحالة d من Co 3+ من أزواج الإلكترون الأولى، ونتيجة لذلك يتم إطلاق مدارين ثلاثي الأبعاد:

ثم يتكون الأيون المركب 3+، وله البنية التالية:

تشارك المدارات الداخلية ثلاثية الأبعاد والمدارات الخارجية 4s و4p في تكوين هذا الأيون المعقد. نوع التهجين - د 2 sp 3 .

يشير وجود الإلكترونات المقترنة فقط إلى الخواص المغناطيسية للأيون.

نظرية المجال البلوري

نظرية المجال البلورييعتمد على افتراض أن العلاقة بين العامل المعقد والروابط جزئية. ومع ذلك، يؤخذ في الاعتبار تأثير المجال الكهروستاتيكي للروابط على حالة الطاقة لإلكترونات الأيون المركزي.

دعونا نفكر في أملاحين معقدتين: K 2 و K 3 .

K 2 – له بنية مكانية رباعية السطوح ( sp 3 - التهجين)

K 3 – له هيكل مكاني ثماني السطوح ( sp 3 د 2 -تهجين)

عوامل التعقيد لها ما يلي التكوين الإلكترونية:

د – الإلكترونات التي لها نفس مستوى الطاقة هي نفسها في حالة الذرة أو الأيون الحر. لكن عمل المجال الكهروستاتيكي للروابط يساهم في تقسيم مستويات الطاقة للمدارات d في الأيون المركزي. وكلما كان الحقل الناتج عن الروابط أقوى، زاد الانقسام (لنفس العامل المعقد). وفقًا لقدرتها على إحداث انقسام في مستويات الطاقة، يتم ترتيب الروابط على التوالي:

CN — > NO 2 — > NH 3 > SCN — > H 2 O > OH — > F — > Cl — > Br — > I —

يؤثر هيكل الأيون المعقد على طبيعة تقسيم مستويات الطاقة لعامل التعقيد.

في هيكل ثماني السطوحالأيونات المعقدة، مدارات d γ (d z 2 -، d x 2 - y 2 -orbitals) تخضع لـ تفاعل قوي من مجال يجند، ويمكن أن تتمتع إلكترونات هذه المدارات بطاقة أعلى من إلكترونات المدارات d ε (d xy، d xz، d yz - المدارات).

يمكن تمثيل تقسيم مستويات الطاقة للإلكترونات في الحالة d في مجال ثماني السطوح من الروابط شكل الرسم البياني:

هنا Δ oct هي طاقة الانقسام في مجال ثماني السطوح من الروابط.

مع هيكل رباعي السطوحمن أيون معقد، تتمتع مدارات d γ بطاقة أقل من مدارات d ε:

هنا Δ tetr هي طاقة الانقسام في مجال رباعي السطوح من الروابط.

تقسيم الطاقة Δيتم تحديدها تجريبياً من أطياف امتصاص الكمات الضوئية بواسطة مادة طاقتها تساوي طاقة التحولات الإلكترونية المقابلة. يرجع طيف الامتصاص وكذلك لون المركبات المعقدة للعناصر d إلى انتقال الإلكترونات من مدار d منخفض الطاقة إلى مدار d عالي الطاقة.

وهكذا، في حالة ملح K3، عند امتصاص كمية خفيفة، من المحتمل أن ينتقل الإلكترون من مدار d ε إلى مدار d γ. وهذا ما يفسر أن هذا الملح له لون برتقالي-أحمر. وملح K2 لا يستطيع امتصاص الضوء، ونتيجة لذلك فهو عديم اللون. ويفسر ذلك حقيقة أن انتقال الإلكترونات من المدار d γ إلى المدار d ε غير ممكن.

النظرية المدارية الجزيئية

طريقة موسبق أن نوقشت في القسم.

باستخدام هذه الطريقة، سوف نقوم بتصوير التكوين الإلكتروني للأيون المركب عالي الدوران 2+.

التكوين الإلكتروني لأيون Ni 2+:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 8 4p 0 4d 0 أو ...4s 0 3d 8 4p 0 4d 0

في أيون معقد 2+ المشاركة في تكوين الروابط الكيميائية 8 إلكتروناتأيون Ni 2+ مركزي و12 إلكترونًا من ستة بروابط NH3.

أيون معقدلقد هيكل ثماني السطوح. لا يمكن تكوين العناصر العضوية إلا عندما تكون طاقات الجسيمات المتفاعلة الأولية قريبة من قيمها وموجهة أيضًا في الفضاء وفقًا لذلك.

في حالتنا، المدار 4s للأيون Ni 2+يتداخل بالتساوي مع مدارات كل من الروابط الستة. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل المدارات الجزيئية: الترابط σ s b و antibonding σ s dis.

تداخل ثلاث مدارات 4p لعامل معقدمع مدارات الروابط يؤدي إلى تكوين ستة مدارات σp: الترابط σ x، σ y، σ z، والترابط المضاد σ x، σ y، σ z.

تداخل عامل التعقيد d z 2 و d x 2 - y 2مع مدارات الروابط تساهم في تكوين أربعة مدارات جزيئية: رابطة σ رابطة x 2 - y 2، σ رابطة z 2 واثنان مضادتان σ كسر x 2 - y 2، σ قطع z 2.

المدارات d xy , d xz , d yz لأيون Ni 2+ لا ترتبط بمدارات الروابط، لأن ليست موجهة إليهم. ونتيجة لذلك، فهي لا تشارك في تكوين الرابطة σ، وهي مدارات غير مرتبطة: π xz، π xy، π yz.

المجموع يحتوي المركب 2+ على 15 مدارًا جزيئيًا.ويمكن تصوير ترتيب الإلكترونات على النحو التالي:

(σ s св) 2 (σ х св) 2 (σ y св) 2 (σ z св) 2 (σ св x 2 - y 2) 2 (σ св z 2) 2 (π xz) 2 (π xy) 2 (π yz) 2 (σ الحجم x 2 - y 2) (σ الحجم z 2)

يظهر تكوين المدارات الجزيئية بشكل تخطيطي في الرسم البياني أدناه:

فئات ،