スペクトロケミカルシリーズ

分光化学系列は、金属イオンとの相互作用の程度に基づく配位子の分類システムです。配位子の性質は、遷移金属錯体が高スピンか低スピンかを決定する上で重要な要素です。配位子と金属との相互作用の強さは、d 軌道のエネルギー分裂に影響します。相互作用が比較的弱い配位子は、d 軌道のエネルギー準位をほとんど変更しませんが、強く相互作用する配位子は、d 軌道のエネルギー準位を大幅に変更します。 2 つの異なる配位子を持つ 2 つの同等の複合体を比較すると、UV-Vis スペクトルのバンドに変化が生じ、分光化学系列が生じます。

分光化学シリーズ:

分光化学系列は、「強度」で整理された配位子のリストと、酸化数、グループ、元素で整理された金属イオンのリストです。配位子は、金属イオンの d 軌道間のエネルギー差を変化させます。これは、配位子場理論の配位子場分裂パラメーターまたは結晶場理論の結晶場分裂パラメーターとして知られています。

I−

この分光化学シリーズの左端に配置された配位子は、3d レベル内で電子の強制対合を生成することができないため、より弱い配位子と見なされ、高スピンの外側軌道八面体錯体が生じます。一方、低スピン配位子は、3d 準位内で強制的に電子を対合させた後、内部軌道八面体錯体を形成するより強力な配位子です。

「分光化学シリーズ」によると、結晶場理論の仮定に基づく現実的な予測とは根本的に逆になっています。

結晶場分裂

結晶場理論 (または CFT) は、分光化学系列の重要性を説明し、リガンドが配位錯体の縮退軌道 (複数の異なる測定可能なエネルギー状態を持つ軌道) のエネルギー レベルにどのように影響するかを説明します。

金属電子は金属の適切な原子軌道を占有すると仮定され、配位子は点負電荷であると見なされます。電荷は、金属とそのリガンド間の静電相互作用の結果として生成されます。静電相互作用には次のようなものがあります:

これは、配位子の負の電子と正の金属原子核の間の静電引力です。

金属の原子価殻の電子と配位子の電子との間の静電反発。

第１のステップ（ａ）はシステムエネルギーの減少をもたらし、第２のステップ（ｂ）はシステムエネルギーの増加をもたらす。その結果、縮退軌道は半分に分割されます。

分割サイズは、結晶場分割パラメーター (CFSP) と呼ばれ、Δ で表されます。強電界配位子では、電子は金属から強く反発され、大きな分裂が生じます。電子は弱電界配位子によって部分的にしか反発されないため、分割が小さくなります。サイズは配位子に部分的に依存しますが、複合体の形状によってエネルギー分割のサイズと数が決定されます。配位子の強度が複合体にどのように影響するかをよりよく理解するために、八面体と四面体の分割を確認します。

弱電場配位子と強電場配位子の違い

1938 年にスペクトロケミカル シリーズが確立されました。これは、配位子を強度別にリストしたリスト、または金属イオンを酸化数、グループ、元素別にリストしたリストです。結晶場理論では、配位子が d 軌道間のエネルギー差を変えることが知られています。このプロセスは結晶場分裂と呼ばれます。

弱電場と強電場配位子

• 結晶場は、弱い場の配位子で分裂する可能性が低くなります。強いスピン複合体が形成される可能性が高くなります。

例としては、塩化物イオンとフッ化物イオンがあります.

• フィールド特性が強い配位子は、結晶フィールドをより簡単に分割します。これらの化合物は低スピンです。

例としては、Co およびシアン化物イオンが含まれます。

結論

1938 年にさかのぼる分光化学シリーズは、強さによって編成された配位子のリスト、または酸化数、グループ、および元素によって編成された金属イオンのリストです。配位子は、結晶場分裂と呼ばれるプロセスである、結晶場理論における d 軌道間のエネルギー差を変更します。

金属は電子を受け取りますが、配位子は電子を供与する傾向があります。配位子は、弱電場配位子と強電場配位子の 2 つのカテゴリに分類されます。一方、弱電界配位子は、結晶場分裂が少ないため、高い値をもたらす配位子です。強磁場配位子は大きな結晶場分裂を引き起こし、結果としてスピン値が低くなります。