Kristal maydon nazariyasi va ligand maydoni

Ko'pincha kondensatsiyalangan muhitning optik xususiyatlari (kristallar, stakanlar, suyuqliklar) oz miqdorda nopoklik ionlari yoki molekulalarining mavjudligi bilan belgilanadi. Dastlab shaffof muhit, ma'lum aralashmalar qo'shilganda, rangi o'zgaradi yoki ma'lum ta'sirlar ostida porlashi mumkin (yorug'lik, ionlashtiruvchi nurlanish ta'siri va boshqalar). Ko'pgina hollarda, bunday muhitning optik spektrlarini ifloslanishlarning atom yoki molekulyar holatiga qarab va atrof-muhitni buzilish sifatida hisobga olgan holda tushunish mumkin. Keyinchalik, biz ushbu yondashuvning bir nechta misollarini ko'rib chiqamiz.

Kristal maydon nazariyasi va ligand maydoni

Atom spektrlarini kuzatish uchun qo'shnilarning atom o'tishlariga ta'sirini kamaytiradigan maxsus shartlar kerak. Oddiy sharoitlarda kondensatsiyalangan muhitda (suyuqliklar, qattiq moddalar) atomlar va ionlar atrofdagi atomlar va ionlarning tebranishlari ta'sirida ta'sir qiladi. Atrof-muhitning ta'sirini sifat va miqdoriy jihatdan baholash imkonini beradigan eng oddiy nazariyalardan biri bu kristall maydon nazariyasidir. Kristal maydon nazariyasi (ligand maydoni) - empirik nazariya bo'lib, nopoklikning atom holatlarining o'zgarishini asosan kristall panjaraning elektr maydoni tufayli tushuntiradi.
Ligand maydon nazariyasi deb nomlanuvchi empirik nazariya muhim, cheklangan bo'lsa-da, sinfning o'tish metall birikmalarining xususiyatlarini sharhlashda juda muvaffaqiyatli bo'ldi. Ligand atamasi uning komplekslaridagi o'tish metall atomini o'rab turgan atomlar yoki molekulyar guruhlarga murojaat qilish uchun ishlatiladi. Ligand maydon nazariyasi kompleks xossalarini izolyatsiya qilingan oʻtish metall atomi yoki mos ionning energiyalari va toʻlqin funksiyalari ligandlari tomonidan tebranishlar nuqtai nazaridan tushuntirishga intiladi. Shuning uchun ligand maydoni nazariyasi tebranish nazariyasi o'rinli bo'lganda, ya'ni ligandlar tomonidan induktsiya qilingan to'lqin funktsiyalari va energiyalarining o'zgarishi nisbatan kichik bo'lganda haqiqiy hisoblanadi.
Ligand maydoni nazariyasi Van Vlekning 1930-yillarda olib borilgan va kristallardagi o'tish metall ionlarining spektroskopiyasiga bag'ishlangan ishiga borib taqaladi. Keyin u kristall maydon nazariyasi deb ataldi. Masalan, yoqutning rangi alumina tarkibida nopoklik sifatida Cr3+ ionlarining mavjudligi bilan bog'liq. Kristalda har bir Cr3+ ioni oltita kislorod anioni (O2-) bilan o'ralgan va aynan shu kislorod anionlarining maydoni Cr3+ ning energiya darajasini buzadi. Kristal maydon nazariyasida bu buzilish dastlab tabiatan sof elektrostatik sifatida o'ylab topilgan. Hozirgi vaqtda ligandlarning dala nazariyasida bu buzilishning bir qismini hisobga olish kerak.
orbitallarni egallaydi. Oʻtish elementlarining birinchi qatori uchun valentlik elektronlari 3d orbitallarni egallaydi, lekin 4s va 4p orbitallar 3d orbitallarnikiga juda yaqin energiyaga ega va ular bogʻlanish hosil boʻlishida, shubhasiz, muhim rol oʻynaydi. Ularning roli ushbu bobda keyinroq batafsilroq muhokama qilinadi.
Biroq, faqat d-orbitallarning energiyalaridagi o'zgarishlarni hisobga olsak, kimyoviy bog'lanishlar hosil bo'lganda, ko'rinib turganidek, komplekslarning ko'pgina xususiyatlarini, xususan, spektroskopik va magnit xususiyatlarini tushunish mumkin.
4.1-jadval. O'tish elementlarining birinchi qatoridagi ikki va uch marta zaryadlangan ionlaridagi 3D elektronlar soni