Kristall maydon nazariyasi

Kristall maydon nazariyasi Bu nazariyani fizik olimlar G.Bete va Van-Flek 1930 yilda taklif qilgan bo'lsalarda, faqat 1951 yildan boshlab, bu nazariya kimyoda qo'llanila boshlandi. Kristall maydon nazariyasi markaziy ionning d-orbitallariga ligandlar qanday ta'sir etadi degan savolga javob beradi. Erkin atom yoki erkin ionning d-orbitalidagi 5 ta holat bir-biridan energiya jihatidan farq qilmaydi, faqat ular boshqa-boshqa tomonlarga yo'nalgan bo'ladi. Energiyalari bir-biriga teng orbitallar ayniya orbitallar (energiyasi jihatidan) deyiladi. Markaziy ionga ligandlar yaqinlashuvi bilan d-orbitaldagi elektronlarning energetik holati o'zgaradi, markaziy ionning d-elektron bulutlari bilan manfiy ligandlar orasida o'zaro elektrostatik itarishish kuchi vujudga keladi. Bu kuch d-elektronlarning energiyasini oshiradi, ya'ni ba'zan d-orbitallar qo'zg'algan holatga o'tadi. 1-rasm. Metal ionlaridagi d-orbitallarning turli simmetriyali maydon ta'sirida energiyasining taqsimlanishi: a-ekosaedr, b-antiprizma, s-kub, d-tetraedr, e-sferik simmetriya, j,z-oktaedr, i-oktaedr (trans-izomer uchun), k-tekis kvadrat. Agar ligandlar oktaedrning cho'qqilariga joylashgan bo'lib, markaziy ion oktaedr markazini egallaydi deb faraz qilsak, dx2-y2 - va dz2 orbitallarining bulutlari ligandlar tomon yo'nalgan bo'ladi. Bu orbitallar ligandlarga yaqinroq joylashadi. Lekin dxy-, dyz-, dxz- orbitallar bulutlari ligandlararo fazoga yo'nalgan bo'ladi. Shu sababli, ligandlar bu orbitallarga kamroq ta'sir ko'rsatadi. Natijada, d-orbitallar energetik jihatdan ikkita yangi holatga ajralib ketadi. Yuqori energetik holatga ko'tarilgan dx2 va dx2-y2- orbitallar ed, quyi energetik holatdagi dxy-, dyz-, dxz- orbitallar t2d bilan belgilanadi. d-orbitallar energiyasining ortishi kompleks hosil bo'lganida ajralib chiqadigan energiyaning ma'lum qismi hisobiga boradi. Shunday qilib, kristall maydon nazariyasiga ko'ra d-elektronlar ligandlar band etgan joylarni band qilmaslikka intiladi. Kristall maydon nazariyasiga ko'ra markaziy atom bilan ligandlar orasida ion bog'lanish yoki ion-dipol bog'lanish yuzaga keladi. Bu nazariya markaziy atomning kvant-mexanik tuzilishini hisobga oladi, lekin ligandlarni hech qanday strukturaga ega bo'lmagan shunchaki zaryadli nuqtalar deb qaraydi; ularni faqat elektrostatik maydon yaratuvchi zaryadli zarrachalar deb tasavvur qiladi. Shu sababli bu nazariyani Kossel va Magnus tomonidan yaratilgan elektrostatik nazariyaning qisman kvant-mexanik asosda rivojlangan ko'rinishi deb qarash mumkin. Oktaedrik maydondagi t2d- va eb - orbitallarning energiyalari orasidagi ayirma bilan belgilanadi. T2b - orbitalning energiyasi boshlang'ich d-orbitallar energiyasidan 0,4 ∆ qadar kam; eb-orbitalning energiyasi esa boshlang'ich d-orbitallar energiyasiga qaraganda 0,6 qadar ko'pdir. Masalan, [Ti(H2O)6]3+ tarkibli oktaedrik ionda bo'lgan birgina d-elektron t2b - holatda turadi. Oddiy elektrostatik nazariyaga muvofiq uning energiyasi qo'zg'algan holat energiyasiga teng bo'lishi kerak edi, kristall maydon nazariyasiga muvofiq esa bu elektronning energiyasi qo'zg'algan d-elektron energiyasidan 0,4∆ qadar kamdir; binobarin bu nazariyaga muvofiq [Ti(H2O)6]3+ tarkibli koordinatsion birikma elektrostatik nazariya bo'yicha topilgan barqarorlikdan 0,4∆ qadar barqarorroq bo'lishi kerak, 0,4 ni bittagina d-elektronli kompleksning kristall maydon ta'sirida barqarorlanish energiyasi deb yuritiladi. Markaziy ionning d-elektronlari soni ortganda koordinatsion birikmaning ...