Докторант
  1. Неорганическая химия  1.1. Координационная химия  1.1.1. Теория поля лигандов  1.1.2. Теория кристаллического поля  1.1.3. Теория молекулярных орбиталей для координационных соединений  1.1.4. Устойчивость координационных соединений  1.1.5. Электронные спектры координационных соединений  1.1.6. Изомерия в координационных соединениях  1.1.7. Кинетика и механизм координационных реакций  1.2. Органометаллическая химия  1.2.1. Металлокарбонилы  1.2.2. Металлические алкилы и арилы  1.2.3. Карбены Фишера и Шрока  1.2.4. Оксидативное присоединение и восстановительное элиминирование  1.2.5. Металлические гидриды  1.2.6. Катализ с помощью металлоорганических соединений  1.2.7. Металлоцены и сэндвич-комплексы  1.2.8. Активация CH  1.3. Химия твердых тел  1.3.1. Кристаллические структуры и решетки  1.3.2. Теория зон и электрические свойства  1.3.3. Дефекты в кристалле  1.3.4. Синтез твердых материалов  1.3.5. Магнитные и оптические свойства твердых тел  1.3.6. Сверхпроводимость  1.3.7. Ионика твердого состояния  1.4. Био-неорганическая химия  1.4.1. Металлопротеины и ферменты  1.4.2. Транспорт и хранение ионов металлов  1.4.3. Роль металлов в медицине  1.4.4. Катализ, вдохновленный биологией  1.4.5. Взаимодействия металлов с ДНК  1.4.6. Metal Complexes in Medical Science  1.5. Лантаноиды и актиноиды  1.5.1. Электронная конфигурация и степени окисления в лантаноидах и актиноидах  1.5.2. Спектральные и магнитные свойства в лантанидах и актиноидах  1.5.3. Разделение и извлечение лантаноидов и актинойдов  1.5.4. Координационная химия элементов f-блока  1.6. Химия главной группы  1.6.1. Химия соединений бора  1.6.2. Химия соединений кремния и германия  1.6.3. Химия соединений фосфора и серы  1.6.4. Органосиликатная химия  1.6.5. Химия инертных газов
  2. Органическая химия  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Реакции нуклеофильного замещения  2.1.2. Электрофильные реакции присоединения и замещения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перегруппировки  2.1.5. Радикальные реакции  2.1.6. Перициклические реакции  2.1.7. Фотохимические реакции  2.2. Стереохимия  2.2.1. Хиральность и оптическая активность  2.2.2. Структурный анализ  2.2.3. Стереоэлектронные эффекты  2.2.4. Асимметричный синтез  2.2.5. Динамическая стереохимия  2.3. Органометаллическая химия в органическом синтезе  2.3.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.3.2. Реакции сопряжения, катализируемые переходными металлами  2.3.3. Реакции, катализируемые палладием  2.3.4. Олефиновый метатезис  2.3.5. Катализ золота и серебра  2.4. Химия природных продуктов  2.4.1. Алкалоиды и терпеноида  2.4.2. Стероиды и флавоноиды  2.4.3. Полный синтез природных соединений  2.4.4. Биосинтез природных продуктов  2.5. Супрамолекулярная химия  2.5.1. Химия "хозяин-гость"  2.5.2. Самосборка и молекулярное распознавание  2.5.3. Супрамолекулярный катализа  2.5.4. Молекулярные машины
  3. Физическая химия  3.1. Термодинамика  3.1.1. Законы термодинамики  3.1.2. Химический потенциал и равновесие  3.1.3. Статистическая термодинамика  3.1.4. Неравновесная термодинамика  3.2. Квантовая химия  3.2.1. Уравнение Шрёдингера и его применения  3.2.2. Теория молекулярных орбиталей  3.2.3. Теория функционала плотности  3.2.4. Методы пост-Хартри–Фока  3.3. Химическая кинетика  3.3.1. Теория скорости реакции  3.3.2. Механизм и законы скорости  3.3.3. Катализ и кинетика ферментов  3.3.4. Динамика реакций  3.4. Спектроскопия и молекулярная структура  3.4.1. Инфракрасная спектроскопия  3.4.2. УФ-видимая спектроскопия  3.4.3. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  3.4.4. Масс-спектрометрия  3.4.5. Раманская спектроскопия  3.5. Поверхностная и коллоидная химия  3.5.1. Адсорбция и катализм  3.5.2. ПАВ и мицеллы  3.5.3. Коллоидная стабильность  3.5.4. Наноматериалы и интерфейсы
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Thin Layer Chromatography  4.1.4. Ионная хроматография  4.2. Электроаналитические методы  4.2.1. Вольтамметрия и Полярография  4.2.2. Кондуктометрия и потенциометрия  4.2.3. Кулонометрия  4.3. Спектроскопические методы  4.3.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.3.2. Флуоресцентная спектроскопия  4.3.3. Рентгеновская дифракция  4.3.4. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса  4.4. Хемометрика  4.4.1. Обработка данных и статистические методы  4.4.2. Мультдисциплинарный анализ  4.4.3. Машинное обучение в аналитической химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярное динамическое моделирование  5.2. Методы квантовой химии  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.4. Машинное обучение в химии  5.5. Аб иницио молекулярная динамика
  6. Биофизика и медицинская химия  6.1. Открытие и разработка лекарств  6.2. Кинетика ферментов и ингибирование  6.3. Подход к химической биологии  6.4. Взаимодействия белок-лиганд  6.5. Биоортогональная химия
  7. Химия материалов  7.1. Химия полимеров  7.1.1. Механизм полимеризации  7.1.2. Функциональные полимеры  7.1.3. Биоразлагаемые полимеры  7.1.4. Проводящие и полупроводниковые полимеры  7.2. Нанохимия  7.2.1. Наночастицы и наноструктуры  7.2.2. Наноматериалы на основе углерода  7.2.3. Квантовые точки  7.3. Энергетическая и экологическая химия  7.3.1. Battery and Fuel Cell Chemistry  7.3.2. Зеленая химия и устойчивые материалы  7.3.3. Фотокатализ

Докторант → Неорганическая химия → Координационная химия ↓


Электронные спектры координационных соединений


Координационные соединения, также называемые комплексными соединениями, представляют большой интерес в области химии. Изучение их электронных спектров важно, так как оно предоставляет информацию об их структурных и электронных свойствах, что помогает понять их поведение в различных химических процессах. Электронные спектры этих соединений возникают в результате электронных переходов между различными энергетическими уровнями, главным образом из-за присутствия d-электронов в переходных ионах металлов.

Основы координационных соединений

Координационные соединения содержат центральный атом или ион металла, связанный с окружающими молекулами или ионами, называемыми лигандами. Связь металл-лиганд включает d-орбитали в переходных металлах, и эти взаимодействия приводят к образованию уникальных электронных структур.

Компоненты координационных соединений

  • Центральный ион или атом металла: Обычно переходный металл, характеризующийся d-орбиталями.
  • Лиганды: Молекулы или ионы, которые совокупляют электронные пары к металлическому центру, образуя координационные связи.
  • Координационное число: Количество донорных атомов лигандов, связанных с центральным металлом.

Понимание электронных спектров

Электронные спектры возникают при поглощении света, вызывая переходы электронов внутри d-орбиталей. В контексте координационных соединений наиболее актуальными переходами являются:

  • Перенос d-d: Переход между d-орбиталями различных энергий из-за расщепления кристаллического поля.
  • Перенос заряда: Он включает передачу электрона между металлом и лигандом.

Ключевые концепции

Чтобы понять электронные спектры координационных соединений, необходимо разобраться в некоторых ключевых концепциях, таких как теория кристаллического поля, теория поля лигандов и спектрохимический ряд.

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля (CFT) описывает эффект подхода лиганда к иону металла с точки зрения электростатических взаимодействий. В октаэдрическом поле подход лиганды вдоль осей приводит к отталкиванию металлических d-орбиталей и их расщеплению на две группы:

    - t 2g: три орбитали (d xy, d xz, d yz)
    - e g: две орбитали (d z 2, d x 2 -y 2)
e.g. T2G

Разница в энергии между этими наборами орбиталей соответствует энергии расщепления кристаллического поля (Δ). Когда эти энергии поглощения находятся в видимой области, соединение проявляет цвета.

Теория поля лигандов

Теория поля лигандов основывается на CFT и учитывает ковалентные взаимодействия, включая теорию молекулярных орбиталей. Связи металл-лиганд могут иметь частичный ковалентный характер, что дополнительно влияет на уровни энергии и наблюдаемые спектры.

Спектрохимический ряд

Спектрохимический ряд аранжирует лиганды в зависимости от их способности расщеплять d-орбитали. Сильные полевые лиганды, такие как CN - и CO вызывают большее расщепление, чем слабые полевые лиганды, такие как I - или Br - В результате цвет и характеристики поглощения координационных соединений значительно варьируются в зависимости от присутствующих лигандов.

Спектрохимический ряд представлен следующим образом:

I - < Br - < S 2- < SCN - < Cl - < NO 3 - < F - < OH - < C 2 O 4 2- < H 2 O < NCS - < EDTA 4- < NH 3 < en < bipy < phen < NO 2 - < PPh 3 < CN - < CO

Интерпретация электронных спектров: пример

Рассмотрим октаэдрический комплекс [Co(NH 3) 6] 3+. В этом комплексе мы используем электронную спектроскопию для определения типов электронных переходов и длин волн поглощения:

  1. dd переходы: В октаэдрическом поле ион Co 3+ будет подвергаться dd переходам. Эти переходы часто запрещены правилами отбора, что делает их слабыми, но наблюдаемыми.
  2. Перенос заряда: Процесс переноса заряда может включать передачу электрона от лиганда к металлу или наоборот, что приводит к сильному поглощению.
Соединение

Поглощение света вызывает возбуждение от орбиталей низкой энергии t 2g к орбиталям высокой энергии e g. Эта разница в энергии может быть определена, предоставляя информацию о степени расщепления орбиталей и природе лигандов.

Применение и значение

Изучение электронных спектров координационных соединений имеет различные применения в таких областях, как аналитическая химия, материаловедение и даже медицина.

Аналитическая химия

Характерные цвета координационных соединений могут использоваться для аналитических целей, таких как идентификация переходных металлов или определение их концентраций в образце с использованием спектрофотометрии.

Физика

Координационные соединения используются для создания новых материалов с уникальными электронными, магнитными и оптическими свойствами. Например, они важны в разработке красителей и пигментов, а также катализаторов.

Медицина

Способность координационных соединений сильно взаимодействовать с биологическими молекулами делает их полезными в фармацевтике. Например, некоторые платиновые комплексы используются в лечении рака.

Заключение

Электронные спектры координационных соединений предоставляют углубленную информацию об их электронной структуре и химическом поведении. Понимая происходящие изменения, ученые могут прояснять структурные свойства, предсказывать реакционную способность и применять эти соединения в различных научных и промышленных контекстах.

Это исследование электронных спектров не только углубляет наши знания координационной химии, но и прокладывает путь к достижениям в многих научных областях, используя уникальные свойства этих соединений.


Докторант → 1.1.5


U
username
0%
завершено в Докторант

← Предыдущий (1.1.4)
Устойчивость координационных соединений
Следующий (1.1.6) →
Изомерия в координационных соединениях

Комментарии 



Электронные спектры координационных соединений

https://www.chemistryelite.com/phd/1.1.5?ceal=ru