1。磁気モーメントの理解
* 定義: 磁気モーメントは、磁気双極子の強度の尺度です。化学では、化合物内の不対の電子から生じる磁気モーメントにしばしば関心があります。
* 単位: Bohr Magnetons(µb)。
* 重要性: 磁気の瞬間は私たちが理解するのに役立ちます:
*化合物内の対応のない電子の数。
*遷移金属イオンの電子構成。
*複合体の結合(イオン、共有結合)のタイプ。
2。スピンのみの磁気モーメント
* 式: µ =√n(n+2)µb
* どこ:
* µはボーアマグネトン(µb)の磁気モーメントです
* nは、対応のない電子の数です
* 仮定: この式は、磁気モーメントが電子のスピンからのみ発生することを前提としています(軌道の寄与を無視しますが、これは場合によっては重要です)。
3。対応のない電子の数の決定
* クリスタルフィールド理論(CFT): これは、遷移金属錯体の対立する電子の数を決定するための最も一般的なアプローチです。
* ステップ1: 自由金属イオンの電子構成を決定します。
* ステップ2: 複合体のリガンドによるD軌道の分割(八面体、四面体、平面など)を考慮してください。
* ステップ3: リガンドフィールドの分割を考慮して、Hundの規則とAufbauの原則に従ってD軌道を埋めます。
* ステップ4: 対応のない電子の数を数えます。
例:[co(nh₃)₆]³⁺
1。遊離イオン: Co³⁺には、電子構成[AR]3D⁶があります。
2。リガンドフィールド: NH₃は強力なフィールドリガンドであり、D軌道の大きな分裂を引き起こします。
3。充填: 複合体は八面体であり、D軌道は2つのセット(T₂GとE_G)に分かれています。 Co³⁺の6つの電子は、より低いエネルギーT₂Gセットを完全に満たし、ゼロの不対電子(D⁶ロースピン)をもたらします。
4。磁気モーメント: n =0、µ =√0(0+2)µb =0 µb。この複合体は直径です(磁場に引き付けられていません)。
4。制限と改良
* 軌道寄与: 場合によっては、電子の軌道角運動量が磁気モーメントに寄与する可能性があります。この効果は、D-電子が少ないイオンでより重要です。
* スピン軌道カップリング: スピンと軌道の角のモーメント間のこの相互作用は、磁気モーメントを変更することもできます。
* 実験検証: 電子常磁性共鳴(EPR)などの実験的手法を使用して、磁気モーメントを直接測定し、より正確な決定を提供することができます。
重要なメモ:
* リガンド強度: リガンドの強度は、D軌道の分割と、不対電子の数に影響します(高スピンと低スピン錯体)。
* 調整番号: 金属イオンの配位番号(結合するリガンドの数)は、ジオメトリ、したがってD軌道分割に影響します。
特定の化合物を念頭に置いている場合はお知らせください。磁気モーメントの計算を行うのを手伝うことができます。