Spectro Chemical Series

Η φασματοχημική σειρά είναι ένα σύστημα ταξινόμησης για προσδέματα με βάση το πόσο καλά αλληλεπιδρούν με μεταλλικά ιόντα. Η φύση των συνδετών είναι ένα κρίσιμο συστατικό για τον προσδιορισμό του εάν ένα σύμπλοκο μετάλλου μεταπτώσεως είναι υψηλής περιστροφής ή χαμηλής περιστροφής. Η ισχύς της αλληλεπίδρασης του συνδέτη με το μέταλλο επηρεάζει τη διάσπαση της τροχιακής ενέργειας. Οι συνδέτες που αλληλεπιδρούν σχετικά ασθενώς τροποποιούν πολύ λίγο τα επίπεδα της τροχιακής ενέργειας d, ενώ οι συνδέτες που αλληλεπιδρούν αλλάζουν έντονα τα επίπεδα d τροχιακής ενέργειας πολύ περισσότερο. Όταν συγκρίνονται δύο συγκρίσιμα σύμπλοκα με δύο διαφορετικούς υποκαταστάτες, εμφανίζεται μια αλλαγή σε μια ζώνη των φασμάτων UV-Vis, που οδηγεί στη φασματοχημική σειρά.

Φασματοχημική Σειρά:

Μια φασματοχημική σειρά είναι μια λίστα προσδεμάτων που οργανώνονται κατά "ισχύ" και μια λίστα μεταλλικών ιόντων που οργανώνονται κατά αριθμό οξείδωσης, ομάδα  και στοιχείο. Οι συνδέτες αλλάζουν τη διαφορά ενέργειας μεταξύ των d τροχιακών για ένα μεταλλικό ιόν, το οποίο είναι γνωστό ως παράμετρος διαχωρισμού πεδίου συνδέτη στη θεωρία πεδίου συνδέτη ή παράμετρος διάσπασης πεδίου κρυστάλλου στη θεωρία κρυσταλλικού πεδίου.

I−

Οι συνδέτες που τοποθετούνται στο αριστερό άκρο αυτής της φασματοχημικής σειράς θεωρούνται ασθενέστεροι συνδέτες επειδή δεν είναι σε θέση να παράγουν αναγκαστικό ζευγάρωμα ηλεκτρονίων εντός του τρισδιάστατου επιπέδου, με αποτέλεσμα τα εξωτερικά τροχιακά οκταεδρικά σύμπλοκα υψηλού σπιν. Οι συνδέτες χαμηλής περιστροφής, από την άλλη πλευρά, είναι ισχυρότεροι συνδέτες που σχηματίζουν εσωτερικά τροχιακά οκταεδρικά σύμπλοκα μετά από αναγκαστική σύζευξη ηλεκτρονίων εντός του τρισδιάστατου επιπέδου.

Σύμφωνα με «τη φασματοχημική σειρά», είναι θεμελιωδώς πίσω από αυτό που θα έπρεπε να είναι για μια ρεαλιστική πρόγνωση που βασίζεται στις υποθέσεις της θεωρίας κρυσταλλικού πεδίου.

Διαίρεση πεδίου κρυστάλλου

Η θεωρία κρυσταλλικού πεδίου (ή CFT) εξηγεί τη σημασία της φασματοχημικής σειράς, εξηγώντας πώς οι συνδέτες επηρεάζουν τα ενεργειακά επίπεδα των εκφυλισμένων τροχιακών (τροχιακών με περισσότερες από μία διακριτές, μετρήσιμες ενεργειακές καταστάσεις) σε σύμπλοκα συντονισμού.

Θεωρείται ότι τα μεταλλικά ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν κατάλληλα ατομικά τροχιακά του μετάλλου και οι συνδέτες θεωρούνται ότι είναι σημειακά αρνητικά φορτία. Ένα ηλεκτρικό φορτίο δημιουργείται ως αποτέλεσμα της ηλεκτροστατικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των μετάλλων και των υποκαταστατών τους. Οι ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

Είναι η ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των αρνητικών ηλεκτρονίων των συνδετών και του θετικού μεταλλικού πυρήνα.

Ηλεκτροστατική απώθηση μεταξύ των ηλεκτρονίων στο κέλυφος σθένους του μετάλλου και εκείνων του συνδετήρα.

Το πρώτο βήμα (α) οδηγεί σε μείωση της ενέργειας του συστήματος και το δεύτερο βήμα (β) οδηγεί σε αύξηση της ενέργειας του συστήματος. Ως αποτέλεσμα, ένα εκφυλισμένο τροχιακό χωρίζεται στη μέση.

Το μέγεθος διαχωρισμού αναφέρεται ως παράμετρος διαχωρισμού πεδίου κρυστάλλου (CFSP) και συμβολίζεται με Δ. Σε έναν συνδέτη ισχυρού πεδίου, τα ηλεκτρόνια απωθούνται έντονα από τα μέταλλα, παράγοντας μεγάλες διασπάσεις. Τα ηλεκτρόνια απωθούνται μόνο εν μέρει από συνδέτες ασθενούς πεδίου, γεγονός που οδηγεί σε μικρότερες διασπάσεις. Το μέγεθος εξαρτάται εν μέρει από τον συνδέτη, αλλά η γεωμετρία του συμπλέγματος καθορίζει το μέγεθος και τον αριθμό των ενεργειακών διασπάσεων πάνω από όλα. Για να κατανοήσουμε καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο η ισχύς του συνδέτη επηρεάζει τα σύμπλοκα, θα εξετάσουμε τις οκταεδρικές και τετραεδρικές διαιρέσεις.

Διαφορά μεταξύ αδύναμων και ισχυρών συνδετών πεδίου

Υπήρξε μια ίδρυση της σειράς Spectrochemical το 1938, η οποία είναι ένας κατάλογος υποκαταστατών που παρατίθενται κατά ισχύ ή ένας κατάλογος μεταλλικών ιόντων που καταγράφονται με αριθμό οξείδωσης, ομάδα και στοιχείο. Στη θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου, είναι γνωστό ότι οι συνδέτες μεταβάλλουν την ενεργειακή διαφορά μεταξύ των d τροχιακών. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαχωρισμός κρυσταλλικού πεδίου.

Συνδέτης ασθενούς πεδίου και ισχυρού πεδίου

• τα κρυσταλλικά πεδία είναι λιγότερο πιθανό να χωριστούν με συνδέτες ασθενούς πεδίου. Είναι πιο πιθανό να σχηματιστούν ισχυρά συμπλέγματα σπιν.

Ένα παράδειγμα θα ήταν τα ιόντα χλωρίου και τα ιόντα φθορίου.

• Συνδέματα με ισχυρές ιδιότητες πεδίου χωρίζουν το κρυσταλλικό πεδίο πιο εύκολα. Αυτές οι ενώσεις έχουν χαμηλές περιστροφές.

Παραδείγματα περιλαμβάνουν ιόντα Co και κυανιούχα.

Ισχυροί συνδέτες πεδίου	Συνδέματα αδύναμου πεδίου
Αυτοί οι συνδέτες χρησιμοποιούνται σε οκταεδρικά σύμπλοκα όπου η ενέργεια σταθεροποίησης του κρυσταλλικού πεδίου *0 είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια σύζευξης (p).	Μερικοί συνδέτες χρησιμοποιούνται σε οκταεδρικά σύμπλοκα όπου η ενέργεια σταθεροποίησης *0 είναι μικρότερη από την ενέργεια σύζευξης (p).
Αυτοί οι συνδέτες περιέχουν C, N και P ως θέσεις δότη.	Τα άτομα των X, O και S χρησιμεύουν ως δότες.
Συμπλέγματα χαμηλής περιστροφής σχηματίζονται επίσης από αυτούς τους συνδέτες.	Γνωστά και ως σύμπλοκα υψηλής περιστροφής, αυτές οι ενώσεις αποτελούνται από αυτούς τους συνδέτες.
Είναι κυρίως διαμαγνητικό ή συγκριτικά λιγότερο παραμαγνητικό όταν σχηματίζονται σύμπλοκα.	Συνήθως σχηματίζονται πολλά παραμαγνητικά συμπλέγματα.

Συμπέρασμα

Η φασματοχημική σειρά, η οποία χρονολογείται από το 1938, είναι ένας κατάλογος προσδεμάτων οργανωμένων κατά ισχύ ή ένας κατάλογος μεταλλικών ιόντων οργανωμένων κατά αριθμό οξείδωσης, ομάδα και στοιχεία. Οι συνδέτες τροποποιούν τη διαφορά ενέργειας μεταξύ d τροχιακών στη θεωρία κρυσταλλικού πεδίου, μια διαδικασία που ονομάζεται διάσπαση κρυσταλλικού πεδίου.

Τα μέταλλα δέχονται ηλεκτρόνια, ενώ οι συνδέτες τείνουν να δίνουν ηλεκτρόνια. Οι συνδέτες χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:συνδέτες ασθενούς πεδίου και συνδέτες ισχυρού πεδίου. Οι συνδέτες ασθενούς πεδίου, από την άλλη πλευρά, είναι εκείνοι οι συνδετήρες που έχουν χαμηλή διάσπαση πεδίου κρυστάλλου και έτσι οδηγούν σε υψηλές τιμές. Ισχυροί συνδέτες πεδίου παράγουν μεγάλο σχίσιμο κρυσταλλικού πεδίου και το αποτέλεσμα είναι χαμηλές τιμές σπιν.