6-3-5晶体场稳定化能(CFSE)
1.定义:当d电子从未分裂的球形场d轨道Es能级进入分裂的d轨道所产生的总能量下降值, 称为晶体场稳定化能(CFSE)。
2、CFSE的计算
(1)八面体场的CFSE
t2g轨道上每进入1个电子,则能量下降4Dq,eg轨道上每进入1个电子,则能量上升6Dq。
例,d6组态金属离子,在弱八面体场中, 电子排布为(t2g)4(eg)2:
┼ ┼ eg
╫ ┼ ┼ t2g
CFSE=4´(-4Dq)+2´6Dq=-4Dq
而在强八面体场中, d电子排布为低自旋(t2g)6(eg)0:
─ ─ eg
╫ ╫ ╫ t2g
CFSE=6´(-4Dq)+2P=-24Dq+2P
低自旋时,要注意成对能P。
八面体场CFSE(Dq)
弱场(高自旋) |
CFSE |
强场(低自旋) |
CFSE |
|
d1 | (t2g)1 |
-4 |
(t2g)1 | -4 |
d2 | (t2g)2 | -8 | (t2g)2 | -8 |
d3 | (t2g)3 | -12 | (t2g)3 | -12 |
d4 | (t2g)3(eg)1 | -6 | (t2g)4 | -16+P |
d5 | (t2g)3(eg)2 | 0 | (t2g)5 | -20+2P |
d6 | (t2g)4(eg)2 | -4 | (t2g)6 | -24+2P |
d7 | (t2g)5(eg)2 | -8 | (t2g)6(eg)1 | -18+P |
d8 | (t2g)6(eg)2 | -12 | (t2g)6(eg)2 | -12 |
d9 | (t2g)6(eg)3 | -6 | (t2g)6(eg)3 | -6 |
d10 | (t2g)6(eg)4 | 0 | (t2g)6(eg)4 | 0 |
对于d4—d7组态八面体场配合物,要注意强场、弱场中CFSE的区别,强场要考虑成对能。
(2)用CFSE解释第一过渡系二价金属离子水合热的双峰曲线(略)