Elektronikong configuration zn2. Mga halimbawa ng paglutas ng problema. Teorya ng molecular orbital

Dizinc tetrafluoride

Zn 2 F 4 (g). Ang mga thermodynamic na katangian ng gaseous dizinc tetrafluoride sa karaniwang estado sa hanay ng temperatura na 100 - 6000 K ay ibinibigay sa talahanayan. Zn 2 F 4 .

Ang mga molecular constant na ginamit upang kalkulahin ang thermodynamic function ng Zn 2 F 4 ay ibinibigay sa talahanayan. Zn.8. Ang istraktura ng molekula ng Zn 2 F 4 ay hindi pa napag-aralan nang eksperimento. Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa Be 2 F 4 [ 82SOL/OZE ], Mg 2 F 4 [ 81SOL/SAZ ] (tingnan din ang [ 94GUR/VEY ]) at Al 2 F 4 [ 82ZAK/CHA ] para sa Zn 2 F 4 pangunahing electronic state 1 A g isang patag na cyclic na istraktura ay pinagtibay (grupo ng symmetry D 2h). Ang static na timbang ng ground electronic state ng Zn 2 F 4 ay inirerekomenda na katumbas ng I, batay sa katotohanan na ang Zn 2+ ion ay may... d 10 elektronikong pagsasaayos. Ang produkto ng mga sandali ng pagkawalang-galaw na ibinigay sa talahanayan. Zn.8, kinakalkula mula sa tinantyang mga parameter ng istruktura: r(Zn-F t) = 1.75 ± 0.05 Å (terminal na Zn-F bond), r(Zn-F b) = 1.95 ± 0.05 Å (tulay na Zn-F bond) at Ð F b- Zn-F b= 80 ± 10 o. Ang haba ng bono ng Zn-F t ay ipinapalagay na kapareho ng r(Zn-F) sa ZnF 2 molecule, ang halaga r(Zn-F b), ay inirerekomenda na mas malaki ng 0.2 Å ng terminal bond, gaya ng naobserbahan sa mga dimer ng Al, Ga, In, Tl, Be at Fe halides. Halaga ng anggulo F b- Zn-F b tinatantya mula sa kaukulang mga halaga sa Be 2 F 4, Mg 2 F 4 at Al 2 F 4 na mga molekula. Error sa pagkalkula ng halaga I A I B I C ay 3·10‑113 g 3 cm 6.

Ang mga frequency ng stretching vibrations ng terminal Zn-F n 1 at n 2 bonds ay kinuha mula sa gawain nina Givan at Levenschuss [80GIV/LOE], na nag-aral ng IR spectrum at Raman spectra ng Zn 2 F 4 molecules na nakahiwalay sa isang krypton matris. Ang mga frequency ng vibration ng lahat ng Zn-F (n 3) bridge bond ay ipinapalagay na pareho, at ang kanilang mga halaga ay tinatantya sa ilalim ng pagpapalagay na (n b/n t) av = 0.7, tulad ng sa mga dimer ng Fe, Al, Ga at In halides. Ang mga frequency ng deformation vibrations ng terminal bonds (n 4 - n 5) ng Zn 2 F 4 ay inirerekomenda, sa pag-aakalang ang ratio ng kanilang mga halaga sa Zn 2 F 4 at Zn 2 Cl 4 ay kapareho ng para sa ZnF 2 at ZnCl 2. Ang dalas ng non-plane deformation vibration ng cycle (n 7) ay itinuturing na bahagyang mas mataas kaysa sa katumbas na frequency para sa Zn 2 Cl 4. Ang halaga ng dalas ng deformation vibration ng cycle sa eroplano (n 6) ay tinatantya sa pamamagitan ng paghahambing sa halaga na tinanggap para sa Zn 2 Cl 4, at isinasaalang-alang ang ratio ng mga frequency ng vibration ng mga bridge bond na Zn-F at Zn-Cl sa Zn 2 F 4 at Zn 2 Cl 4 . Ang mga error sa naobserbahang pang-eksperimentong mga frequency ng vibration ay 20 cm -1, na tinatantya sa 20% ng kanilang halaga.

Ang nasasabik na elektronikong estado ng Zn 2 F 4 ay hindi isinasaalang-alang sa pagkalkula ng mga thermodynamic function.

Ang mga thermodynamic na function ng Zn 2 F 4 (r) ay kinakalkula sa approximation na "rigid rotator - harmonic oscillator" gamit ang mga equation (1.3) - (1.6) , (1.9) , (1.10), (1.122) - (1.124) , (1.128). ), ( 1.130). Ang mga error sa kinakalkula na thermodynamic function ay dahil sa hindi kawastuhan ng mga tinatanggap na halaga ng mga molecular constants, pati na rin ang tinatayang likas na katangian ng pagkalkula at halaga sa 6, 16 at 20 J × K ‑1 × mol ‑1 in ang mga halaga ng Φº( T) sa 298.15, 3000 at 6000 K.

Ang talahanayan ng mga thermodynamic function ng Zn 2 F 4 (g) ay nai-publish sa unang pagkakataon.

Ang equilibrium constant Zn 2 F 4 (g) = 2Zn(g) + 4F(g) ay kinakalkula gamit ang tinanggap na halaga

D saHº(Zn 2 F 4. g, 0) = 1760 ± 30 kJ × mol ‑1.

Ang kahalagahan ay tinasa sa pamamagitan ng paghahambing ng mga enthalpies ng sublimation at dimerization ng mga dihalides na kasama sa publikasyong ito. Ipinapakita ng talahanayan Zn.12 ang mga halaga ng mga ratio D sHº(MeHal 2. k, 0) / D rHº(MeHal 2 - MeHal 2, 0), na tumutugma sa mga halagang tinatanggap sa publikasyong ito.

Sa 9 na kaso sa kabuuang 20, nawawala ang pang-eksperimentong data. Para sa mga compound na ito, ginawa ang mga pagtatantya na ibinigay sa talahanayan sa mga square bracket. Ang mga pagtatantya na ito ay ginawa batay sa mga sumusunod na pagsasaalang-alang:

1. para sa mga compound ng Fe, Co at Ni, isang maliit na pagkakaiba-iba sa seryeng F-Cl-Br-I at ang kawalan ng naturang pagkakaiba-iba sa seryeng Fe-Co-Ni ay tinatanggap;

2. para sa mga compound ng Zn hindi posible na mapansin ang pagkakaiba-iba ng mga halaga sa seryeng F-Cl-Br-I, at para sa fluoride ang halaga na kinuha ay ang average ng natitirang mga halaga;

3. para sa mga compound ng Cu, ang isang maliit na saklaw sa seryeng F-Cl-Br-I ay tinatanggap, sa pamamagitan ng pagkakatulad sa mga compound ng pangkat ng bakal, batay sa kalapitan ng mga halaga; ang paglipat mismo ay pinagtibay ng medyo mas maliit.

Ang inilarawan na diskarte ay humahantong sa mga halaga ng enthalpies ng atomization ng Me 2 Hal 4 na ibinigay sa Talahanayan. Zn.13.

Kapag kinakalkula ang atomization energy ng Cu 2 I 4, ginamit ang halaga D, na hindi kasama sa publikasyong ito. s H° (CuI 2, k, 0) = 180 ± 10 kJ × mol ‑1. (Tingnan ang teksto sa enthalpy ng sublimation ng CuBr 2).

Ang katumpakan ng mga pagtatantya ay maaaring matantya sa 50 kJ× mol -1 para sa Cu 2 I 4 at 30 kJ× mol -1 sa ibang mga kaso.

Ang tinatanggap na halaga ng enthalpy ng atomization ng Zn 2 F 4 ay tumutugma sa halaga ng enthalpy ng pagbuo:

D f H° (Zn 2 F 4. g, 0) = -1191.180 ± 30.0 kJ × mol ‑1.

Osina E.L. [email protected]

Gusarov A.V. [email protected]

Halimbawa 1. Tukuyin ang singil ng complexing agent sa NO 2 compound. Bigyan ng pangalan ang koneksyon na ito.

Solusyon

Ang panlabas na globo ng CS ay binubuo ng isang NO anion, samakatuwid, ang singil ng buong panloob na globo ay +1, iyon ay, +. Inner Sphere naglalaman ng dalawang grupo ng mga ligand na NH 3 at Cl –. Ang antas ng oksihenasyon ng complexing agent ay tinutukoy ng X at lutasin ang equation

1 = 1X+ 0·4 + 2·(–1). Mula rito X = +1.

Kaya, ang CS ay isang kumplikadong kasyon. Pangalan ng compound: cobalt dichlorotetraammine nitrite (+1).

Halimbawa 2. Bakit ang + ion ay may linear na istraktura?

Solusyon

Tukuyin ang singil ng complexing agent sa isang ibinigay na complex ion

1 = 1X+ 0·2 . Mula rito X = +1.

Ang elektronikong istraktura ng mga valence sublevel ng Cu + ion ay tumutugma sa pagsasaayos 3 d 10 4s 0 4R 0 . Mula noong 3 d – ang sublevel ay hindi naglalaman ng mga bakante, pagkatapos ay isa 4 s at isa 4 p orbital na nag-hybrid ayon sa uri sp. Ang ganitong uri ng hybridization (tingnan ang Talahanayan 1) ay tumutugma sa linear na istraktura ng complex.

Halimbawa 3. Tukuyin ang uri ng hybridization ng central ion AO at ang geometric na istraktura ng complex 2–.

Solusyon

Electronic configuration ng central ion Hg 2+: 5 d 10 6s 0 6R 0 , at ang electronic graphic circuit ay maaaring katawanin sa sumusunod na paraan

Ang kemikal na bono ay nabuo ayon sa mekanismo ng donor-acceptor, kung saan ang bawat isa sa apat na donor ligand (Cl – ions) ay nagbibigay ng isang solong pares ng mga electron (dashed arrow), at ang complexing agent (Hg 2+ ion) ay nagbibigay ng libreng AO: isa 6 s at tatlo 6 p JSC

Kaya, sa kumplikadong ion na ito, nagaganap ang sp3 hybridization ng ao, bilang isang resulta kung saan ang mga bono ay nakadirekta patungo sa mga vertices ng tetrahedron at ang 2- ion ay may istrukturang tetrahedral.

Halimbawa 4. Gumuhit ng energy diagram para sa pagbuo ng mga bono sa complex 3– at ipahiwatig ang uri ng hybridization ng mga orbital ng gitnang atom. Anong mga magnetic properties ang mayroon ang complex?

Solusyon

Electronic na configuration ng gitnang Fe 3+ ion:…3 d 5 4s 0 4p 0 4d 0 . Anim na monodentate ligands CN - lumikha ng isang malakas na octahedral field at bumuo ng anim na σ-bond, na nagbibigay ng mga solong pares ng mga electron ng carbon atom sa libreng AO ng complexing agent na Fe 3+, habang ang pagkabulok ng AO 3 ay inalis. d sublevel ng complexing agent. Ang diagram ng enerhiya ng complex ay kamukha

E

d serye γ

Fe 3+ :…3 d 5

dε serye

Lima 3 d-Ang mga electron ay ganap na naipamahagi sa mga orbital 3 dε series, dahil ang paghahati ng enerhiya na nanggagaling sa panahon ng pakikipag-ugnayan sa mga high-field ligand ay lumalabas na sapat para sa maximum na pagpapares ng elektron. Magagamit 3 d, 4s at 4 R- nakalantad ang mga orbital d 2 sp 3-hybridization at matukoy ang octahedral na istraktura ng complex. Ang complex ay paramagnetic, dahil mayroong isang hindi pares na elektron

d 2 sp 3

Halimbawa 5. Gumuhit ng isang diagram ng enerhiya para sa pagbuo ng mga bono sa complex - at ipahiwatig ang uri ng hybridization.

Solusyon

Electronic na formula Cr 3+: …3 d 3 4s 0 4p 0 4d 0 . Monodentate ligand F – bumubuo ng apat na σ bond, ay mahinang field ligand at lumilikha ng tetrahedral field

E

dε serye

d serye γ

Libreng dalawa 3 d, isa 4 s at isa 4 R Ang mga AO complexing agent ay nag-hybrid ayon sa uri d 2 sp, bilang isang resulta, isang paramagnetic complex ng tetrahedral configuration ay nabuo.

Halimbawa 6. Ipaliwanag kung bakit ang ion 3 ay paramagnetic at ang ion 3 ay diamagnetic.

Solusyon

Electronic formula ng complexing agent Co 3+: ...3 d 6. Sa octahedral field ng F – ligands (mahinang field ligand), nangyayari ang bahagyang paghahati d– sublevel, kaya pinupunan ng mga electron ang AO alinsunod sa panuntunan ni Hund (tingnan ang Fig. 3). Sa kasong ito, mayroong apat na hindi magkapares na mga electron, kaya ang ion ay 3- paramagnetic. Kapag ang 3– ion ay nabuo sa partisipasyon ng isang high-field ligand (CN– ion), ang paghahati ng enerhiya d– sublevel ay magiging napakahalaga na ito ay lalampas sa enerhiya ng interelectron repulsion ng mga ipinares na electron. Pupunan ng mga electron ang AO ng Co 3+ ion bilang paglabag sa panuntunan ni Hund (tingnan ang Fig. 4). Sa kasong ito, ang lahat ng mga electron ay ipinares, at ang ion mismo ay diamagnetic.

Halimbawa 7 Para sa 3+ ion, ang splitting energy ay 167.2 kJ mol –1. Ano ang kulay ng chromium(III) compounds sa aqueous solutions?

Solusyon

Upang matukoy ang kulay ng isang sangkap, tinutukoy namin ang haba ng daluyong kung saan ang liwanag ay hinihigop

o nm.

Kaya, ang 3+ ion ay sumisipsip ng liwanag sa pulang bahagi ng spectrum, na tumutugma sa berdeng kulay ng chromium (III) compound.

Halimbawa 8. Tukuyin kung ang isang precipitate ng silver (I) sulfide ay bubuo sa temperatura na 25°C kung paghaluin mo ang pantay na volume ng isang 0.001 M na solusyon - naglalaman ng ligand ng parehong pangalan na CN - na may konsentrasyon na 0.12 mol/dm 3, at isang solusyon ng precipitating ion S 2 - na may konsentrasyon na 3.5·10 –3 M.

Solusyon

Ang proseso ng dissociation para sa isang ibinigay na ion ay maaaring katawanin ng diagram

– ↔ Ag + + 2CN – ,

at ang proseso ng pagtitiwalag ay maaaring isulat tulad ng sumusunod

2Ag + + S 2– ↔ Ag 2 S.

Upang matukoy kung ang isang precipitate ay bubuo, ito ay kinakailangan upang kalkulahin ang solubility produkto ng silver sulfide PR(Ag 2 S) gamit ang formula

Upang matukoy ang konsentrasyon ng mga silver ions, isinulat namin ang expression para sa kawalang-tatag na pare-pareho ng kumplikadong ion

. Mula rito

Gamit ang reference na libro, pipiliin namin ang halaga ng instability constant ng complex – ( SA pugad = 1·10 -21). Pagkatapos

mol/dm 3 .

Kalkulahin natin ang produkto ng solubility ng nagresultang precipitate

Gamit ang reference book, pipiliin namin ang naka-tabulate na halaga ng produkto ng silver sulfide solubility (PR(Ag 2 S) tab = 5.7·10 –51) at ihambing ito sa kinakalkulang halaga. Since PR table< ПР расчет, то из данного раствора осадок выпадает, так как соблюдается условие выпадения осадка.

Halimbawa 9. Kalkulahin ang konsentrasyon ng mga zinc ions sa isang solusyon ng sodium tetracyanozincate na may konsentrasyon na 0.3 mol/dm 3 na may labis na cyanide ions sa solusyon na katumbas ng 0.01 mol/dm 3.

Solusyon

Ang pangunahing dissociation ay nagpapatuloy halos ganap ayon sa pamamaraan

Na 2 → 2Na 2+ + 2–

Ang pangalawang dissociation ay sumusunod sa equation

2– ↔ Zn 2+ + 4CN –

Isulat natin ang expression para sa instability constant para sa prosesong ito

. Mula rito

Gamit ang sangguniang libro, makikita natin ang halaga ng instability constant ng isang ibinigay na ion ( SA pugad = 1.3·10 -17). Ang konsentrasyon ng mga cyanide ions na nabuo bilang isang resulta ng dissociation ng complex ay mas mababa kaysa sa konsentrasyon ng ipinakilala na labis, at maaari itong ipalagay na  0.01 mol/dm 3, iyon ay, ang konsentrasyon ng CN - ions na nabuo bilang isang ang resulta ng dissociation ay maaaring mapabayaan. Pagkatapos

mol/dm 3 .

Kailangan mong paganahin ang JavaScript upang patakbuhin ang app na ito.

Elektronikong pagsasaayos atom ay isang pormula na nagpapakita ng pagkakaayos ng mga electron sa isang atom ayon sa mga antas at sublevel. Pagkatapos pag-aralan ang artikulo, matututunan mo kung saan at kung paano matatagpuan ang mga electron, makilala ang mga quantum number at magagawang buuin ang elektronikong pagsasaayos ng isang atom sa pamamagitan ng numero nito sa dulo ng artikulo ay mayroong talahanayan ng mga elemento.

Bakit pag-aralan ang elektronikong pagsasaayos ng mga elemento?

Ang mga atom ay tulad ng isang set ng konstruksiyon: mayroong isang tiyak na bilang ng mga bahagi, naiiba sila sa bawat isa, ngunit ang dalawang bahagi ng parehong uri ay ganap na pareho. Ngunit ang construction set na ito ay mas kawili-wili kaysa sa plastic at narito kung bakit. Nagbabago ang configuration depende sa kung sino ang nasa malapit. Halimbawa, ang oxygen sa tabi ng hydrogen Siguro nagiging tubig, kapag malapit sa sodium ito ay nagiging gas, at kapag malapit sa bakal ay ganap itong nagiging kalawang. Upang masagot ang tanong kung bakit ito nangyayari at mahulaan ang pag-uugali ng isang atom sa tabi ng isa pa, kinakailangang pag-aralan ang elektronikong pagsasaayos, na tatalakayin sa ibaba.

Ilang electron ang nasa isang atom?

Ang isang atom ay binubuo ng isang nucleus at ang mga electron na umiikot sa paligid nito ay binubuo ng mga proton at neutron Sa neutral na estado, ang bawat atom ay may bilang ng mga electron na katumbas ng bilang ng mga proton sa nucleus nito. Ang bilang ng mga proton ay itinalaga ng atomic number ng elemento, halimbawa, ang sulfur ay may 16 na proton - ang ika-16 na elemento ng periodic table. Ang ginto ay may 79 na proton - ang ika-79 na elemento ng periodic table. Alinsunod dito, ang asupre ay may 16 na electron sa neutral na estado, at ang ginto ay may 79 na electron.

Saan hahanapin ang isang electron?

Sa pamamagitan ng pagmamasid sa pag-uugali ng elektron, ang ilang mga pattern ay nagmula sa mga ito ay inilarawan sa pamamagitan ng quantum number, mayroong apat sa kabuuan:

  • Pangunahing numero ng quantum
  • Orbital quantum number
  • Magnetic quantum number
  • Iikot ang quantum number

Orbital

Dagdag pa, sa halip na salitang orbit, gagamitin natin ang terminong "orbital";
N - antas
L - shell
M l - orbital number
M s - una o pangalawang elektron sa orbital

Orbital quantum number l

Bilang resulta ng pag-aaral ng electron cloud, nalaman nila na depende sa antas ng enerhiya, ang ulap ay may apat na pangunahing anyo: isang bola, dumbbells at dalawa pang mas kumplikado. Sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng enerhiya, ang mga form na ito ay tinatawag na s-, p-, d- at f-shell. Ang bawat isa sa mga shell na ito ay maaaring magkaroon ng 1 (on s), 3 (on p), 5 (on d) at 7 (on f) orbitals. Ang orbital quantum number ay ang shell kung saan matatagpuan ang mga orbital. Ang orbital quantum number para sa s,p,d at f orbitals ay kumukuha ng mga value na 0,1,2 o 3, ayon sa pagkakabanggit.

Mayroong isang orbital sa s-shell (L=0) - dalawang electron
Mayroong tatlong orbital sa p-shell (L=1) - anim na electron
Mayroong limang orbital sa d-shell (L=2) - sampung electron
Mayroong pitong orbital sa f-shell (L=3) - labing-apat na electron

Magnetic quantum number m l

Mayroong tatlong orbital sa p-shell, ang mga ito ay itinalaga ng mga numero mula -L hanggang +L, iyon ay, para sa p-shell (L=1) mayroong mga orbital na "-1", "0" at "1" . Ang magnetic quantum number ay tinutukoy ng titik m l.

Sa loob ng shell, mas madali para sa mga electron na matatagpuan sa iba't ibang mga orbital, kaya ang mga unang electron ay pumupuno ng isa sa bawat orbital, at pagkatapos ay isang pares ng mga electron ang idinagdag sa bawat isa.

Isaalang-alang ang d-shell:
Ang d-shell ay tumutugma sa halaga L=2, iyon ay, limang orbital (-2,-1,0,1 at 2), ang unang limang electron ay pumupuno sa shell na kumukuha ng mga halaga M l =-2, M l =-1, M l =0 , M l =1, M l =2.

Paikutin ang quantum number m s

Ang spin ay ang direksyon ng pag-ikot ng isang electron sa paligid ng axis nito, mayroong dalawang direksyon, kaya ang spin quantum number ay may dalawang value: +1/2 at -1/2. Ang isang sublevel ng enerhiya ay maaari lamang maglaman ng dalawang electron na may magkasalungat na mga spin. Ang spin quantum number ay tinutukoy na m s

Principal quantum number n

Ang pangunahing quantum number ay ang antas ng enerhiya sa sa sandaling ito pitong antas ng enerhiya ang alam, bawat isa ay ipinahiwatig ng isang Arabic numeral: 1,2,3,...7. Ang bilang ng mga shell sa bawat antas ay katumbas ng numero ng antas: mayroong isang shell sa unang antas, dalawa sa pangalawa, atbp.

Numero ng elektron


Kaya, ang anumang elektron ay maaaring ilarawan sa pamamagitan ng apat na numero ng quantum, ang kumbinasyon ng mga numerong ito ay natatangi para sa bawat posisyon ng elektron, kunin ang unang elektron, ang pinakamababang antas ng enerhiya ay N = 1, sa unang antas mayroong isang shell, ang ang unang shell sa anumang antas ay may hugis ng bola (s -shell), i.e. L=0, ang magnetic quantum number ay maaaring tumagal lamang ng isang value, M l =0 at ang spin ay magiging katumbas ng +1/2. Kung kukunin natin ang ikalimang electron (sa kahit anong atom ito), ang pangunahing mga numero ng quantum para dito ay: N=2, L=1, M=-1, spin 1/2.

Teorya ng pamamaraan ng valence bond

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

Alinsunod sa Pamumuno ni Hund Ang mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ay nakaayos tulad ng sumusunod:

Kumplikadong ahente ay may coordination number na c.n. = 6, samakatuwid maaari itong mag-attach ng 6 na ligand, na ang bawat isa ay may nag-iisang pares ng electron at, sa gayon, isang electron donor. Ang isang acceptor (complexing agent) ay dapat magbigay ng anim na bakanteng orbital upang mapaunlakan ang anim na pares ng elektron. Kapag nabuo ang isang kumplikadong 3+ ion, apat na hindi magkapares na electron sa d – estado ng Co 3+ ang unang bumubuo ng mga pares ng elektron, bilang resulta kung saan ang dalawang 3d orbital ay inilabas:

Pagkatapos ay nabuo ang complex ion 3+, na may sumusunod na istraktura:

Ang mga panloob na 3d orbital at panlabas na 4s at 4p orbital ay nakikibahagi sa pagbuo ng kumplikadong ion na ito. Uri ng hybridization - d 2 sp 3 .

Ang pagkakaroon ng mga ipinares na electron lamang ay nagpapahiwatig ng diamagnetic na katangian ng ion.

Teorya ng Crystal field

Teorya ng Crystal field ay batay sa palagay na ang koneksyon sa pagitan ng complexing agent at mga ligand ay bahagyang. Gayunpaman, ang impluwensya ng electrostatic field ng mga ligand sa estado ng enerhiya ng mga electron ng central ion ay isinasaalang-alang.

Isaalang-alang natin ang dalawang kumplikadong asin: K 2 at K 3 .

K 2 – may tetrahedral spatial structure ( sp 3 - hybridization)

K 3 – may octahedral spatial structure ( sp 3 d 2 -hybridization)

Ang mga complexing agent ay may mga sumusunod elektronikong pagsasaayos:

d - ang mga electron ng parehong antas ng enerhiya ay pareho sa kaso ng isang libreng atom o ion. Ngunit ang pagkilos ng electrostatic field ng mga ligand ay nag-aambag sa paghahati ng mga antas ng enerhiya ng d-orbitals sa gitnang ion. At mas malakas ang patlang na nilikha ng mga ligand, mas malaki ang paghahati (para sa parehong ahente ng kumplikado). Ayon sa kanilang kakayahang magdulot ng paghahati ng mga antas ng enerhiya, ang mga ligand ay nakaayos sa isang hilera:

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

Ang istraktura ng complex ion ay nakakaapekto sa likas na katangian ng paghahati ng mga antas ng enerhiya ng complexing agent.

Sa octahedral na istraktura complex ion, d γ -orbitals (d z 2 -, d x 2 - y 2 -orbitals) ay napapailalim sa malakas na pakikipag-ugnayan ng ligand field, at ang mga electron ng mga orbital na ito ay maaaring magkaroon ng mas mataas na enerhiya kaysa sa mga electron ng d ε -orbitals (d xy, d xz, d yz - orbitals).

Ang paghahati ng mga antas ng enerhiya para sa mga electron sa d-state sa octahedral field ng mga ligand ay maaaring katawanin sa diagram form:

Narito ang Δ oct ay ang paghahati ng enerhiya sa octahedral na larangan ng mga ligand.

Na may istrakturang tetrahedral ng isang kumplikadong ion, ang d γ orbital ay may mas mababang enerhiya kaysa d ε orbitals:

Dito ang Δ tetr ay ang enerhiya ng paghahati sa larangan ng tetrahedral ng mga ligand.

Paghahati ng enerhiya Δ natutukoy sa eksperimento mula sa spectra ng pagsipsip ng light quanta ng isang substansiya, ang enerhiya nito ay katumbas ng enerhiya ng kaukulang electronic transition. Ang spectrum ng pagsipsip, pati na rin ang kulay ng mga kumplikadong compound ng d-element, ay dahil sa paglipat ng mga electron mula sa isang mas mababang enerhiya na d-orbital patungo sa isang mas mataas na enerhiya na d-orbital.

Kaya, sa kaso ng K 3 salt, sa pagsipsip ng isang light quantum, malamang ang paglipat ng elektron mula sa d ε orbital patungo sa d γ orbital. Ipinapaliwanag nito na ang asin na ito ay may kulay kahel-pula. At ang K2 salt ay hindi maaaring sumipsip ng liwanag at, bilang isang resulta, ito ay walang kulay. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang paglipat ng mga electron mula sa d γ orbital hanggang sa d ε orbital ay hindi magagawa.

Teorya ng molecular orbital

paraan ng MO naunang tinalakay sa seksyon.

Gamit ang paraang ito, ipapakita namin ang electronic configuration ng high-spin complex ion 2+.

Electronic configuration ng Ni 2+ ion:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 8 4p 0 4d 0 o …4s 0 3d 8 4p 0 4d 0

Sa isang kumplikadong ion 2+ makibahagi sa pagbuo ng mga bono ng kemikal 8 mga electron gitnang Ni 2+ ion at 12 electron ng anim na NH 3 ligand.

Kulay ng balat Mayroon itong octahedral na istraktura. Ang pagbuo ng mga MO ay posible lamang kapag ang mga enerhiya ng mga paunang nakikipag-ugnayan na mga particle ay malapit sa kanilang mga halaga at nakatuon din sa espasyo nang naaayon.

Sa aming kaso, ang 4s orbital ng Ni 2+ ion magkakapatong nang pantay sa mga orbital ng bawat isa sa anim na ligand. Bilang resulta nito, nabubuo ang mga molecular orbital: pagbubuklod σ s b at antibonding σ s dis.

Overlap ng tatlong 4p orbital ng isang complexing agent na may mga orbital ng mga ligand ay humahantong sa pagbuo ng anim na σp-orbitals: pagbubuklod σ x, σ y, σ z, at antibonding σ x, σ y, σ z.

Nagpapatong d z 2 at d x 2 - y 2 complexing agent na may mga orbital ng mga ligand ay nag-aambag sa pagbuo ng apat na molecular orbitals: dalawang bonding σ bond x 2 - y 2, σ bond z 2 at dalawang antibonding σ break x 2 - y 2, σ cut z 2.

Ang mga orbital d xy , d xz , d yz ng Ni 2+ ion ay hindi nagbubuklod sa mga orbital ng mga ligand, dahil ay hindi nakadirekta sa kanila. Bilang resulta, hindi sila nakikibahagi sa pagbuo ng σ bond, at mga non-bonding orbitals: π xz, π xy, π yz.

Kabuuan ang complex 2+ ion ay naglalaman ng 15 molecular orbitals. Ang pag-aayos ng mga electron ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod:

(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 size x 2 - y 2) (σ size z 2)

Ang pagbuo ng mga molecular orbital ay ipinapakita sa diagram sa ibaba:

Mga kategorya,