LÝ THUYẾT VỀ TRƯỜNG TINH THỂ

8/8/2019 L THUYT V TRNG TINH TH

1/13

L THUYT V TRNG TINH TH

Phng php lin kt ha tr v thuyt trng tinh th tnh in khc nhauv bn cht. Phng php lin kt ha tr xut pht t gi thuyt lin kt phitr l cng ha tr cn l thuyt tnh in th hon ton bc b c t nh cng hatr ca lin kt v gi thuyt rng lin kt gia ion kim loi v phi t l honton ion. C th tnh ton nng lng ca lin kt phi tr khi ta s dng nhng

phng trnh c in ca th nng, c k ti lc ht v lc y gia nhng htnhn tch in.

Nng lng lin kt = q1q2/r (2.16)

Trong phng trnh (2.16), q 1 v q2 l nhng in tch ca nhng ion tngtc, r l khong cch gia nhng trung tm ca nhng ion. Ngi ta s dng

phng trnh tng t m t c nhng tng tc ca phn t phn cckhng tch in vi ion. Php gn ng cho nhng kt qu ph hp kh ttvi nhng gi tr nng lng lin kt tm c bng thc nghim i vi nhng

phc ca nhng kim loi khng chuyn tip. i vi phc ca kim loi chuyntip nhng gi tr tnh ton trc thng qu nh. S khng tng ng sc b chnh li mt cch ng k nu ch ti qu o ca nhng in t dv gi thuyt v nh hng ca phi t ln nng lng tng i ca nhngqu o d.

Nm 1930, ln u tin nhng nh vt l (Beta v Vanflek) hon thin lthuyt tnh in v s dng gii thch mu v t tnh ca cc mui tinh th.L thuyt ny c gi l l thuyt trng tinh th. Mc d l thuyt ny nuln trong cng thi gian hoc l sm hn mt cht so vi phng php lin ktha tr nhng 20 nm sau mi c cc nh ha hc bit ti v s dng.

Nguyn nhn c th l do thuyt trng tinh th c vit cho cc nh vt l

cn phng php lin kt ha tr th li cho mt quan nim kh r rng v linkt gia cc nguyn t.

Nm 1951, mt s nh ha hc l thuyt s dng thuyt trng tinh thmt cch c lp vi nhau gii thch ph ca phc nhng kim loi chuyntip. V phng php t ra c hiu qu nn ngay lp tc hng lot cng tr nhnghin cu c tip tc. Ngi ta lm sng t rng thuyt trng tinhth rt thun li cho vic gii thch bn nh lng nhiu tnh cht bit cacc hp cht phi tr.

hiu thuyt trng tinh th cn hnh dung mt cch r rng s nhhng khng gian ca qu o d (hnh 2.7). Tng tc ca nhng qu o d

ca nhng kim loi chuyn tip vi cc phi t bao quanh, n sn sinh ra hiung trng tinh th. minh ha thuyt trng tinh th, ta hy xt phc btdin [TiF6]

2-. Trong ion Ti4+ t do nm cch bit trong khng gian, hnh dngin t l nh sau: 1s22s22p63s23p6, khng c in t d. Nm qu o 3dtrng trong ion c c trng bng cng mt mc nng lng. iu cho

php gi thuyt rng in t c th nm trn mt trong s nhng qu o d vi xc xut nh nhau. Nhng qu o tng ng vi cng mt gi tr nnglng gi l qu o suy bin.


2/13

Ion kim loi t do (Ti4+) Phc gi thuyt vi Phc bt din [(TiF6)2-]

cc qu o d suy bin

Hnh 2.7: S mc nng lng ca nhng qu o d ca ion kim loi t doca phc gi thuyt trong khng c s tch mc bi trng tinh th v ca

phc bt din.

Trong phc [TiF6]2- ion Ti4+ c bao quanh bi 6 ion F -. Do s c mt ca

nhng ion F- , tc dng y ca nhng in tch m ca chng gy tr ngicho s np in t vo qu o d ca ion Ti4+. Ni mt cch khc, nhng ion F -(hoc l nhng phi t khc) khi tin ti gn qu o d lm tng nng lngtng ng ca chng (hnh 2.7). Nu nh 6 ion F- bao quanh ion Ti4+ trong[TiF6]

2- phn b trn cng mt khong cch ti 5 qu o d ca Ti 4+ th tt ccc qu o d c trng ng vi cng mt gi tr nng lng (chng b suy

bin) nng lng tng ng ln hn so vi nng lng vn c ca ion Ti4+

tdo. Phc bt din vi tt c cc qu o d suy bin l phc gi thuyt. Phc[TiF6]

2- c cu to bt din. tin li cho s nghin cu phc chng taxem nh 6 ion F- s phn b trn cc trc x, y, z trong h ta Descartes.Trong s phn b nh vy:

0,4 0

0,6 0

0

ec

t2

d

Nnglng

FF

FF

F

Fz

x

y


3/13

Cc ion s nm gn cc qu o2 2x -y

d v2x

d nht, l nhng qu o eg

(hnh 2.6). S tht l cc qu o e g hng thng ti cc phi t F- trong khi

th nhng qu o dxy, dxz, dyz k hiu l cc qu o t2g li hng vo gia ccphi t (k hiu eg v t2g c s dng trong l thuyt nhm ca ton hc, t chs suy bin bc 3, e ch s suy bin bc 2). Do in t kh chim ch trn

qu o eg hn l trn qu o t2g v v vy nhng qu o e g phi c trngbng gi tr nng lng cao hn so vi t2g. S phn chia nh th, nm qu osuy bin ca ion kim loi t do thnh nhng nhm qu o c trng bngnhng nng lng khc nhau l c im ch yu ca thuyt trng tinh th.Hin tng c gi l s tch mc do trng tinh th. Nh trnh bytrn, s tch mc nng lng xy ra l do nhng qu o d nh hng khngng nht trong khng gian nn nhng nguyn t, ion hay phn t bn cch cth lm bin i nng lng ca nhng qu o hng ti chng.

Nhiu sinh vin cho rng rt kh quan nim mt cch r rng v thuyttrng tinh th v quan im tch mc ca thuyt ny. Trn y chng ti trnh by nhng lun im c bn nht da trn c s nhng m hnh khnggian ca nhng qu o d. l con ng ng n i ti thuyt trng tinhth. Ta c th dn ra mt hnh nh vt l nh hnh 2.8. Chng ta hy ch tihnh 2.8 v gi thuyt rng ion kim loi v lp v in t ca n c hnhdung di dng qu cu n hi bng bt bin. By gi chng ta hy xem qucu bin i nh th no nu b lp v hnh cu cng (tng ng vi cc phit) tc dng ln n t bn ngoi. Th tch qu cu b thu nh li v h s cnng lng cao hn, iu ny c khng nh bi s kin l qu cu n hit ln ln chim th tch ban u sau khi tch khi lp v rng buc n. S

bin i nng lng tng ng vi s tng nng lng pht sinh do s ynhau gia nhng in t trong ion kim loi v in t ca ph i t trong phcgi thuyt.

Hnh 2.8 : Hiu ng ca trng tinh th c hnh dung mt cch c th nh l

p lc ca lp v hnh cu ln qu cu bng bt bin tt c mi hng v nhl p lc ln qu cu khi tp trung vo nhng ch xc nh.

Nu by gi lp v cng tp trung lc tc dng ca n vo 6 im ring bit (v d nh ca bt din chng hn) th qu cu s b lm vo trong nhng im y v li ra ngoi nhng im gia cc im y. Do kt qu casc p , nn h bt bin c nng lng cao hn 6 im c p lc cao v cnng lng thp hn nhng im gia chng. iu tng ng vi s tch

Qu cu bng bt bin

(ion kim loi t do)

Qu cu bng bt bin di

p lc ca lp v hnh cu

(phc gi thuyt)

Qu cu bng bt bin di p

lc tc ng vo nhng hng

xc nh (phc cht).


4/13

mc ca trng tinh th v nhng im li ra tng ng vi qu o t 2g, nhngim lm vo trong tng ng vi qu o eg. Trc y ta nhn xt rngnng lng tng ng ca nhng qu o d ca ion kim loi tng ln khi phit tin gn ti ion. iu t n cho php hnh dung rng, phc phi km bnhn ion kim loi v phi t t do. Nhng chnh s kin to phc ch r rng

phc l dng c nng lng thp hn sao vi ion kim loi v phi t ring l.S tng nng lng ca nhng qu o d ca ion kim loi hon ton c btr bng nng lng to lin kt gia ion kim loi v phi t. Trong trng

phi t bt din nhng qu o t2g v eg ca ion, tng ng vi nhng nnglng khc nhau. Hiu s nng lng c k hiu l o. C th ni rng, doc im hnh hc ca h bt din, nng lng tng ng ca nhng qu ot2g nh hn 0.4o. so vi nng lng ca nhng qu o d suy bin bc 5 ca

phc gi thuyt, tc l phc thu c nu nh khng xy ra s tch mc nnglng trng tinh th (hnh 2.7). Cng do nguyn nhn , nng lng tngng ca nhng qu o eg ln hn nng lng ca qu o gi thuyt suy bin

bc 5: 0,6o. Trong phc bt din (v d [Ti(H 2O)6+] c mt in t nm trn

qu o d c mc nng lng thp nht. Bng thuyt tnh in n gin thkhng th xc nh c rng trong phc cht nhng qu o d li tng ngvi nhng gi tr nng lng khc nhau. Do thuyt ny gi thuyt rngin t d cn phi c mc nng lng ca qu o d suy bin gi thuyt. Stht th qu o d ri vo t 2g c nng lng nh hn nng lng qu o suy

bin gi thuyt 0,4o v do phc s bn hn so vi phc da trn c s mhnh tnh in n gin. C th ni mt cch n gin rng, in t d v do ton b phc c nng lng nh l do n nm trn qu o d(t 2g) l qu a cth tch xa phi t nht. i vi phc, gi tr 0,4 o gi l nng lng n nhha bi trng tinh th. Trong bng 1 di y, chng ti s dn ra nng lngn nh ha bi trng tinh th i vi nhng io n kim loi trong phc bt din.

Bng 2.1: Nng lng n nh ha bi trng tinh th i vi nhng ion kimloi trong phc bt din

S in td trong ion

kim loit2g eg

Nnglng nnh ha

t2g eg

Nnglng nnh ha

0(

1 0,4

2 0,8

3 1,2

4 0,6 1,6

5 0,0 2,0


5/13

6 0,4 2,4

7 0,8 1.8

8 1,2

9 0,6

10 0,0

Ta nhn thy rng nng lng n nh ha bi trng tinh th c th tnhmt cch d dng bng cch thm vo gi tr 0,4o cho mi in t chim quo t2g v gi tr -0,6o cho mi in t chim in t eg. Nh vy, nng lngn nh ha bi trng tinh th i vi h c 5 in t d:

Hoc l bng: 3*(0,4o) + 2*(-0,6o) = 0,0o

Hoc l bng: 5*(0,4o) + 0*(-0,6o) = 2,0oNgha l ph thuc vo s phn b 5 in t trn qu o t 2g v eg

Thuyt tnh in n gin coi ion kim loi nh ht nhn nguyn t cbao quanh bi m my in t hnh cu. Thuyt trng tinh th ngh mhnh tt hn v thuyt ny gi thuyt rng nhng in t d to thnh mmy in t khng phi c dng hnh cu do xu hng trnh nhng v tr m

phi t chim gi (nhng in t ny to thnh nhng m my in tkhng c hnh dng hnh cu bng cch t sp xp mt cch la chn vonhng qu o c gi tr nng lng thp, hng vo gia nhng phi t ). Do, thuyt trng tinh th gii thch mt cch hon ton c th hiu c

nguyn nhn v sao nhng tnh ton tnh in n gin cho ta nhng gi tr thphn v bn ca phc v nhng hp cht ca nhng kim loi chuyn tip.

Thuyt tnh in n gin b qua s phn b in t khng theo hnhdng hnh cu v hu qu pht sinh do hin tng nng lng n nh ha

bi trng tinh th. Mt trong nhng im gy nn s phn i vic ng dngthuyt tnh in n gin cho lin kt trong phc kim loi l s bt lc cathuyt ny trong khi gii thch s to thnh nhng phc phng vung. C thchng minh rng nu 4 in tch m c gi xung quanh ion trung tm dngch bng lc tnh in, th nhng in tch m phi nm nh ca t din. Chc s phn b nh th, nhng nhm mang in m mi nm khong cch cc

i i vi nhau v chu lc tnh in nh nht. iu ch ph hp vi thc ttrong iu kin, nu ion trung tm c i xng cu. Nhng s i xng khng in hnh i vi nhng ion ca kim loi chuyn tip bi v in t nmtrn qu o c nng lng thp hng vo gia nhng phi t v do khngc i xng cu. Trong phn cui ca chng ny, chng ta s nu r, thuyttrng tinh th cho php gii thch s tn ti nhng phc phng vung cngnh d on tnh khng bn ca mt s phc bt din.


6/13

Hnh 2.9: S tch mc nng lng bi trng tinh th nhng qu o d caion trung tm trong nhng phc i xng khc nhau. Ch s ca l k hiu

cho nhng i xng khc nhau.

Nh vy,chng ta nghin cu xong trng hp tch mc nng lng ca

trng tinh th i vi phc bt din, v s xt nhng phc c cu to hnh hcloi khc. thun tin ta bt u xt s tch mc bi trng tinh th vi cuhnh bt din v theo di xem s tch mc s bin i nh th no khi hnh hchnh dng bin i (hnh 2.9). Khi chuyn t cu hnh bt din sang cu hnh

phng vung, hai phi t no vn nm v tr i din trong bt din b tchra.

Nu nhng phi t trn trc z s nhng v tr nh th no khongcch kim loi-phi t ln hn mt cht so vi khong cch ca 4 phi t trongmt phng xy th s thu c cu to t gic (hnh 2.10).

iu kin cho php nhng phi t trong mt phng xy t in gn ti ion

trung tm. Nhng qu o d tng ng trong mt phng xy s chu lc y cacc phi t ln hn so vi lc y trong cu to bt din v do nng lngca nhng qu o

2 2x -yd v dxy tng ln (hnh 2.10). Trong khi nhng qu

o d trong mt phng xy v yz s chu lc y nh hn ca cc phi t tchxa ra theo trc z thm mt khong cch no . Hin tng dn ti s gimtng i nng lng ca qu o

2xd v s gim khng nhiu nng lng ca

qu o dxz v dyz so vi dng bt din.

0(

ps(

2dz

dxz dyz

dxydxzdyz

dx2-y2dz2

dxydxzdyz

dx2- 2dz2

dz2

dx2y2dx2y2

dx

e( Nnglng

T din Bt din T gic lngchp


7/13

Chng ta cng quan st thy hnh nh tng t v s tch mc i vi cuto chp vung, trong mt phi t nm trn trc z cn 4 phi t c n li vion trung tm phn b trong mt phng xy. S tch hon ton hai phi t trntrc z dn ti s to thnh dng thng vung km theo s tng nng lng caqu o

2 2x -yd v dxy v s gim nng lng ca cc qu o

2xd , dxz, dyz.

Hnh dung mt cch r rng s tch mc nng lng bi trng tinh thnhng qu o d i vi cu to t din s gp kh khn hn. Trc ht, cntng tng hnh t din v trong khi lp phng (hnh 2.10) sao cho 4nh ca t din phn b vo 4 nh ca khi lp phng. Nu by gi ta vcc trc x, y, z sao cho chng i qua trung tm ca khi lp phng v qua cctrung tm ca 6 mt gii hn th c th hnh dung v tr ca 4 phi t tng itheo cc qu o d ca ion trung tm. Nhng qu o d nm dc theo h trcDecartes (

2 2x -yd v

2xd ) cch xa cc phi t hn l nhng qu o phn b gia

cc trc (dxy, dxz, dyz). Do nhng qu o eg (2 2x -y

d v2x

d ) tng ng vi gi

tr nng lng thp, nhng qu o t 2g (dxy, dxz, dyz) c c trng bng gi trnng lng cao hn. Ngi ta pht hin ra rng trong trng hp ny chiu s nhng gi tr nng lng ca nhng qu o e g v t2g, ngha l b tchmc bi trng tinh th k hiu l t, ch bng mt na o. Do , hiu ngtrng tinh th to iu kin thun li cho s to phc bt din hn l cho sto phc t din

T tnh ca phc nhng kim loi chuyn tip cng c gii thch m mn bng thuyt trng tinh th. Nhng kim loi chuyn tip c cc mc nnglng ph d mi ch c in t lp y mt phn, trn nhng qu o theo nh lut Hund s c nhng in t khng ghp i. V d: ion kim loi c

3 in t d (gi l h d3) c th c 3 in t khng ghp i ,cn ion kim loi c 8 in t d c th c 2 in t khng ghp i v 3 i in

t .

x

yz

Hnh 2.10: Phc tdin, nguyn t trung tm chnh gia


8/13

Cht c nhng in t khng ghp i b t ht gi l cht thun t (sc ht tng i yu hn so vi nhng vt li u Ferro t nh st), gi tr lc ht cat i vi mt cht xc nh s in t khng ghp i ca n.

C th o thun t mt cch tng i n gin bng cn. t mu votrong ng treo trn cn, ri cn trng lng mu khi c v khi khng c lc tc

dng ca t trng. Nu mt cht l thun t th trng lng ca n s tng lnkhi t di tc dng ht ca t trng. S tng trng lng l s o s in tkhng ghp i trong hp cht.

Ngi ta pht hin rng mt s phc ca kim chuyn tip khng tun theoquy lut Hund. V d mt s phc ca Co(III) c cu hnh in t d6 nh[Co(NH3)6]

3+ khng b t trng ht (nhng phc ny c tnh nghch t).Nhng phc, trong mt s in t khng ghp i ca ion kim loi trongtrng thi kh c ghp i c gi l nhng phc spin thp. Phc caCo(III). [CoF6]

3- thun t v c 4 in t khng ghp i. l v d ca phcspin cao. Trong phc ny, s phn b in t trong nhng ion kim loi to

phc tng t nh khi n trng thi kh. S phn b i n t ca hai phc cth hnh dung nh sau:

v

Cc phc ny c nhiu tn, v d:

[Co(NH3)6]3+ : Phc spin thp ni orbital ghp i

[CoF6]3- : Phc spin cao ngoi orbital.

By gi cn phi hiu v sao in t trong nhng h li phn b trnorbital d theo nhng cch khc nhau. Trc ht cn phi cng nhn, s phn b

in t c quyt nh bi hai yu t. Th nht, in t c xu hng sp xpnh th no c th c s in t khng b ghp i cc i, ph hp viquy tc Hund. cho in t ghp i cn tiu tn nng lng ln thnglc y ca hai in t trn cng qu o. Th hai, trong trng tinh th nhngin t d c xu hng chim nhng qu o c nng lng thp ngha l trnhc cng nhiu cng tt tc dng y ca phi t. Nh vy, nu bn tc () ln thng s mt i ca bn do s ghp i in t th int s ghp i v ta s thu c phc loi spin thp. Khi s tch mc bitrng tinh th () khng ln th in t gi trng th i khng ghp i camnh v phc spin cao s xut hin.

Hnh 2.11 ch cho ta thy rng gi tr o ca [CoF5]3- nh hn gi tr o ca

[Co(NH3)6]3+. Phc c gi tr ln s ch yu l phc spin thp.


9/13

Hnh 2.11: Gi tr tng i v tch mc bi trng tinh th (o) i vi nhngqu o d ca phc bt din spin cao v spin thp ca Co(III)

Mt s v d khc v s tch mc bi trng tinh th v s phn b in ttrong phc c dn ra trn hnh 2.12. Nh trnh by trn y, gi tr tchmc bi trng tinh th quyt nh vic cc in t d trong ion kim loi ghpi hay l tun theo quy lut Hund. i lng ny nh hng nhiu n tnh

cht ca kim loi chuyn tip. Mc tch mc bi trng tinh th ph thucvo nhiu yu t. Bn cht ca phi t gy nn trng tinh th l yu t cbit quan trng. Ph hp vi nhng khi nim tnh in, nhng phi t c intch m ln v nhng phi t c th tin gn ti ion kim loi (nng lng ionnh) gy nn s tch mc ln nht. Nhng ion c in tch khng ln khi tingn n qu o d lm cho nhng qu o ny khng thun li cho in t vmt nng lng. iu ny c khng nh bng thc nghim qua s kin:nhng ion F- c kch thc nh nn gy nn hiu ng trng tinh th ln hnso vi nhng ion c kch thc ln hn nh: Cl -, Br-, I-. V s tch mc bitrng tinh th l kt qu ca tng tc mnh ca phi t vi cc qu ohng ti gia chng nn tch mc ln ch c th t c khi nhng phi t

hi t nhng in tch m ca mnh ln qu o. Ta c th hnh dung d dngrng phi t c mt i in t t do (v d nh NH 3) c kh nng hi t lnhn so vi nhng phi t c 2 hoc c mt s i in t t do ln hn (III) v(IV)

0(

? A3

6CoF

3

3 6Co NH

-

Phc spin cao Phc spin thp

0(


10/13

Hnh 2.12: S tch mc bi trng tinh th v s phn b in t theo mcnng lng i vi mt s phc.

Hai phc u tin c cu to bt din, nhng phc khc (t tri qua phi) ccu to t gic, phng vung v t din (hnh 2.10)

C th s dng tnh cht nu trn gii thch hin tng, nhng phn tNH3 trung ha in gy nn s tch mc ca trng tinh th ln hn trnghp ca nhng phn t nc hoc l ca nhng ion halogen mang in tch m.

Ni chung, ta s thy kh r kh khn khi s dng m hnh tnh in ngin gii thch kh nng gy s tch mc ca trng tinh th ca nhng phit khc nhau. Ngi ta thy rng, kh nng gim theo trt t dn ra diy:

Trng phi t mnh Trng phi t trung bnh Trng phi t yu

CO, CN->Phen>NO2>en>NH3>NCS->H2O>F

->RCO2>OH->Cl->Br->I-

:

:

Cl: :

? A3

62OHFe A

3

6C

Fe

? A

2

2243OHNHC

u

? A 24CNNi ? A2

4CoCl


11/13

gii thch dy cn phi t b m hnh hon ton ch c tnh cht iontnh in i vi lin kt trong phc v cng nhn rng y tng tc cngha tr cng tn ti. l l do xut hin thuyt trng p hi t.

Bin dng ca thuyt trng tinh th l thuyt trng phi t. Theo thuytny th trong phc cht cn tn ti lin kt cng ha tr, t nht th thuyt ny

cng c th gii thch mt cch nh tnh gi tr tch mc bi trng tinh thgy nn bi nhng phi t khc nhau. Nhng ht nh CO, CN -, Phen v NO2-

l nhng phi t to nn trng tinh th mnh nht, chng ta c kh nng tolin kt vi nguyn t kim loi trung tm. Lin kt c th lm tng mnhs tch mc bi trng tinh th.

Trng thi oxy ha ca ion kim loi v loi cc in t d ca n cng nhhng n mc tch. Trng thi oxy ha cao ca ion kim loi gy nn stch mc ln hn. Phc [Co(NH3)6]

3+ nghch t v l phc spin thp cn phc[Co[NH3)6]

2+ li thun t v l phc spin cao. S tch mc bi trng tinh thtrong phc Co(III) gn hai ln ln hn so vi phc ca Co(II). iu cgii thch bng s ghp i cc in t. Gi tr o ln i vi Co(III) c th giithch nh sau: V ion kim loi c th tch nh hn v in tch cao hn nn

phi t tin gn hn v do tng tc mnh hn vi cc in t d cu n. Stch mc bi trng tinh th trong cc phc [Rh(NH3)6]

3+, [Ir(NH3)6]3+, ln

hn so vi phc [Co(NH3)6]3+. Ni chung s tch mc nhng phc c cha

cc in t 5d th ln hn cn s tch mc nhng phc c cha cc in t3d th nh hn. C th gii thch s kin nh sau: Nhng qu o 5d tri ditrong khng gian xa hn v nh vy tng tc vi cc phi t mnh hn.

Thnh tu ln nht ca trng tinh th l gii thch thnh cng mu canhng hp cht ca kim loi chuyn tip. Hiu s nng lng khng ln trong nhng phc kim loi chuyn tip l hu qu ca chuyn in t t mc

nng lng thp ln mc nng lng cao (gia nhng qu o d khng tngng: t2g v eg) c thc hin nh s hp th nh sng trng thy. lnguyn nhn gy mu ca phc, v d dung dch nc ca Ti(III) mu tm, muc gii thch bng ph hp th ca phc [Ti(H 2O)6]

3+ (hnh 2.13). S hp thnh sng ca phc trong vng ph trng thy c gii thch bng s chuynin t qu o t2g ln eg (hnh 2.14).


12/13

Hnh 2.13: Ph hp th ca phc [Ti(H 2O)6]3+. Dung dch [Ti(H2O)6]

3+ c mu

tm , v n hp th cc tia vng cho qua cc tia xanh v .

Hnh 2.14: S chuyn in t d-d gy nn mu tm ca phc [Ti(H2O)6]3+

Ph hp th ca nhng phc c s in t d ln hn mt phc tp hn v scch chuyn in t nhiu hn.

Phng trnh Plank (2.17) lin h nng lng chuyn in t vi disng P ca nh sng b hp th.

h cE

P!

(2.17)h: Hng s plank (6,62 erg/giy).

C: tc nh sng (3,00 cm/giy).

Nng lng c o bng erg trn phn t cn P o bng cm. T phngtrnh 2.17 c th xc dnh c hiu s nng lng in t i vi nhng quo d m in t thc hin b chuyn. Thay nhng gi tr h, C v s dng

(x 104)

%

nhsangbhpthbim

u

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0

50

Xanh Vn

di nh sng ()

100

t2g

? A 362OHTi

nh sng

5000

t2g

eg eg

? A3

62OHTi


13/13

nhng h s chuyn tng ng (s Avogadro 6,0210 23 phn t/mol) v hngs Ioule 4,18107 erg/kcal) th c th thu c cng thc (2.18)

52 ,8 4 * 1 0E

P!

(2.18)

E: o bng kilocalo/mol v Po bng . Ngi ta pht hin cc i trongph hp th ca [Ti(H2O)6]

3+ nm P = 5000. Cc i tng ng vi gitr hiu nng lng gia nhng qu o t 2g v eg khong 57 kilocalo/mol l ilng bc nht vi nng lng lin kt. Mc d rng, i lng nh khngng k so vi nhit hydrate ha ca Ti3+ (phng trnh 2.19) l 1027Kcal/mol, i lng ny rt quan trng v cn thit hiu ha hc ca cckim loi chuyn tip.

Ti3+(trng thi kh)+H2Op[Ti(H2O)6]3+(trong dung dch nc)+1027Kcal/mol (2.19)

C s ion ca thuyt trng tinh th cho ta m hnh n gin giithch nhiu tnh cht ca kim loi chuyn tip, cu to, bn, ph hp th ca

phc. Nhng cn nhn xt rng m hnh ion n gin ca thuyt trng tinhth khng cho mt khi nim r rng v lin kt trong nhng hp cht ca kimloi chuyn tip. Mt khc, trong khi nghin cu phc cht, ngi ta thuc nhiu bng chng thc nghim khng nh vai t r ca c hai loi lin kt:lin kt ion v lin kt cng ha tr. Thuyt phn nh trung thnh c hai ctnh y trong lin kt ca phc l thuyt qu o phn t.

Documents

LÝ THUYẾT VỀ TRƯỜNG TINH THỂ