結晶場理論は、 Bethe と van Vleck によって提案されました。この理論は、錯体の中心金属とその配位子との間の引力は静電気のみであると仮定しています。 遷移金属 、つまり錯体の中心原子は、その 酸化状態 に等しい電荷を持つ陽イオンです。このイオンは、負の電荷を持つリガンドと呼ばれる元素、または自由電子の対を含む中性分子に囲まれています。
NH 3 の場合のようにリガンドが中性分子の場合、分子の電気双極子の負の領域は中心原子に近づきます。 NH 3 は 、窒素上に負の電荷を持ち、水素上に部分的に正の電荷をもつ双極子モーメントを持っています。中心原子の電子は、配位子の電子によって引き起こされる反発作用を受けます。
結晶場理論の仮定:
- リガンドは点電荷として見なされます
- 配位子の軌道と金属の間には相互作用がない
- 金属のすべての d 軌道は同じエネルギーを持っていますが、錯体が形成されると、配位子によってこれらの軌道の縮退特性が除去されます。
遷移金属錯体の磁性と色は、金属の軌道における d 電子の存在に関連しており、結晶場の理論では、金属イオンと周囲の配位子の間の唯一の相互作用は、金属イオンの正電荷間の静電力によるものであると仮定しています。金属と配位子の負電荷、そして配位子である塩基が金属の適切な空の軌道に電子対を供与するため、金属が配位子を引きつける引力は ルイス酸塩基 相互作用であること（茶色） 、2005）。
エネルギー差 Δ の大きさのオーダー、つまり錯体の色は、金属とその周囲の配位子の両方に依存します。これらの配位子は、エネルギー差 Δ を大きくする能力の順に配置されています。つまり、配位子は次のような化学スペクトル系列に配置されています。 弱場配位子: I – < Br – < S 2 – < Cl – < NO 3 – < F – < OH – < EtOH < シュウ酸塩 < H 2 O < EDTA < (NH 3 およびピリジン) < エチレンジアミン < ビピリジン < o-フェナントロリン < NO 2 – < CN – < COリガンドが強いほど、視覚化される色は大きくなり、リガンドの磁場が弱い場合、色はより弱くなります（BROWN、2005; LEE、1999）。
イオンと遷移金属錯体の電子スペクトルは可視領域と紫外領域で観察され、これらの吸収スペクトルは吸収された光の波長、つまり結晶場の展開についての情報を提供します。これらの電子遷移は高エネルギーであるため、振動遷移や回転遷移など、より低いエネルギーを伴う他の遷移も同時に発生します (LEE、1999)。
参考文献:
ブラウン、TL、他アル。化学は科学の中心です。サンパウロ第9版。ピアソン、2007 年、972p。
LEE, JD
無機化学は
それほど簡潔ではありません。第5版サンパウロ: Edgar Blucher、1999。544p。
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