المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

معنى كلمة مهما‌
2-1-2016
علم الامام السجاد ومكانته بين الناس
11-04-2015
The electric scalar potential
2-1-2017
الاسلام والايمان شرط في الامام.
17-1-2016
ارسال الأشتر واليا على مصر وقتله
14-10-2015
الفرقة الناجية في ضوء النصوص
24-05-2015

Crystal field stabilization energy: high- and low-spin octahedral complexes.  
  
530   11:26 صباحاً   date: 19-8-2016
Author : CATHERINE E. HOUSECROFT AND ALAN G. SHARPE
Book or Source : INORGANIC CHEMISTRY
Page and Part : 2th p 560


Read More
Date: 23-2-2017 530
Date: 27-2-2017 513
Date: 23-6-2019 790

Crystal field stabilization energy: high- and low-spin octahedral complexes.

  We now consider the effects of different numbers of electrons occupying the d orbitals in an octahedral crystal field. For a d1 system, the ground state corresponds to the configuration t2g1 (1.1). With respect to the barycentre, there is a stabilization energy of _ 0.4 Δoct (Figure 1.1); this is the so-called crystal field stabilization energy, CFSE. For a d2 ion, the ground state configuration is t2g2 and the CFSE = - 0:8 Δoct (equation 1.1); a d 3 ion (t2g3) has a CFSE= _1.2 Δoct.

                 (1.1)

(1.1)                                   (1.2)

   For a d4 ion, two arrangements are available: the four electrons may occupy the t2g set with the configuration t2g4 (1.1), or may singly occupy four d orbitals, t2g3 eg1 (1.1).

   Configuration 1.1 corresponds to a low-spin arrangement, and 1.2 to a high-spin case. The preferred configuration is that with the lower energy and depends on whether it is energetically preferable to pair the fourth electron or promote it to the eg level. Two terms contribute to the electron-pairing energy, P, which is the energy required to transform two electrons with parallel spin in different degenerate orbitals into spin-paired electrons in the same orbital:

  • the loss in the exchange energy  which occurs upon pairing the electrons;
  •  the coulombic repulsion between the spin-paired electrons.

    For a given dn configuration, the CFSE is the difference in energy between the d electrons in an octahedral crystal field and the d electrons in a spherical crystal field . To exemplify this, consider a d4 configuration. In a spherical crystal field, the d orbitals are degenerate and each of four orbitals is singly occupied. In an octahedral crystal field, equation 20.3 shows how the CFSE is determined for a high-spin d4 configuration.

                                  (1.2)

   For a low-spin d4 configuration, the CFSE consists of two terms: the four electrons in the t2g orbitals give rise to a _1.6 Δoct term, and a pairing energy, P, must be included to account for the spin-pairing of two electrons. Now consider a d6 ion. In a spherical crystal field, one d orbital contains spin-paired electrons, and each of four orbitals is singly occupied. On going to the high-spin d6 configuration in the octahedral field (t2g4 eg2), no change occurs to the number of spin-paired electrons and the CFSE is given by equation 1.3.

          (1.3)

   For a low-spin d6 configuration (t2g6 eg0) the six electrons in the t2g orbitals give rise to a _2.4 Δoct term.   

   Added to this is a pairing energy term of 2P which accounts for the spin pairing associated with the two pairs of electrons in excess of the one in the high-spin configuration. Table 1.1 lists values of the CFSE for all dn configurations. Inequality 1.4 holds when the crystal field is weak, whereas expression 1.5 is true for a strong crystal field. Figure 1.1 summarizes the preferences for low- and high-spin d5 octahedral complexes configurations in an octahedral crystal field. Inequalities 1.4 and 1.5 show the requirements for high- or low spin.

                                   (1.4)

                                    (1.5)

    We can now relate types of ligand with a preference for high- or low-spin complexes. Strong field ligands such as [CN]- favour the formation of low-spin complexes, while weak field ligands such as halides tend to favour high-spin complexes. However, we cannot predict whether high- or low-spin complexes will be formed unless we have accurate values of Δoct and P. On the other hand, with some experimental knowledge in hand, we can make some comparative predictions: if we know from magnetic data that [Co(H2O)6]3 is low-spin, then from the spectrochemical series we can say that [Co(ox)3]3- and [Co)CN(6]3- will be low-spin. The only common high-spin cobalt(III) complex is [CoF6]3-.

Table 1.1 Octahedral crystal field stabilization energies (CFSE) for d n configurations; pairing energy, P, terms are included whereappropriate. High- and low-spin octahedral complexes are shown only where the distinction is appropriate.

Fig. 1.1 The occupation of the 3d orbitals in weak and strong field Fe3+ (d5) complexes.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .