6-3-6 Jahn-Teller效应及配合物的畸变

1Jahn-Teller效应

  实验发现,6配位配合物并非均为理想的八面体构型。1937年,HAJahnE. Teller指出:在对称的非线型分子中,如果体系的基态有几个简并态,则是不稳定的,体系要发生畸变,以消除简并性。这就是关于配合物畸变的Jahn-Teller效应。它是在中心原子的电子构型含有不等性占有的简并轨道都能发现的。

2d9组态八面体配合物的Jahn-Teller效应

  d9组态八面体配合物的电子排布为(t2g)6(eg)3

 

╫ ┼ eg

╫ ╫ ╫ t2g

 

  此类配合物有两种类型的畸变,伸长畸变和压扁畸变:

 

 

                       

 

伸长畸变 理想八面体   压扁畸变
(t2g)6(dx2-y2)1(dz2)2 (t2g)6(dx2-y2)2(dz2)1  (t2g)6(dx2-y2)2(dz2)1
(t2g)6(dx2-y2)1(dz2)2

Δo >>δ1>δ2,总能量变化=-1/2δ1

练习

3、不发生畸变的八面体配合物

  如下d电子结构不会产生简并态,也就不会发生畸变,配合物将具有理想的八面体构型。

高自旋: 

d 0   d 3    d 5   d 8    d 10
(t2g)0     (t2g)3  (t2g)3(eg)2    (t2g)6(eg)     (t2g)6(eg)4

低自旋:           

d 0   d 3    d 6   d 8    d 10
(t2g)0     (t2g)3  (t2g)6    (t2g)6(eg)     (t2g)6(eg)4

  总之:d 0d 3 d 8 d 10组态及d 5高自旋和d 6低自旋态不发生畸变。

  晶体场理论通过晶体场分裂能与成对能的关系解释了磁性。通过CFSE,可解释配合物的某些热力学及动力学性质。但难以解释为何中性配体(H2ONH3)的晶体场分裂能Δ大于负离子(Cl-Br-OH-)的Δ。分子轨道理论将给出更定量的解释。

 

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