7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
1/42
Teora del Campo
Cristalino
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
2/42
Teora de campocristalino
La magnitud del campo cristalinodetermina la magnitud de las
repulsiones electrostticas
Supone que la unin metal-ligando espuramente inica por lo de carcterelectrostticoTrata a los tomos del ligando y el metal
como cargas puntuales no polarizablesPropone que cuando se acercan losligandos stos crean un campocristalino de repulsin sobre el tomodel metal que produce orbitales ddegenerados
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
3/42
Teora del Campo Cristalino
Supone que la interaccin entre el metal
central y los ligantes es puramenteelectrosttica.
Considera a los ligantes como cargaspuntuales que se acercan al metal central.
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
4/42
Orbitales d
Hay dos tipos de orbitales d.
Los que tienen concentrada la densidad
de carga sobre los ejes de coordenadas.
Los que tienen concentrada la densidad
de carga entre los ejes de coordenadas.
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
5/42
Orbitales d
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
6/42
Si las cargas se acercaran al metal de
forma esfricamente simtrica
Campo octaedrico!"C#$%
&nerg
a
'n metlico libre
&nergia de orbitales (d) en
un campo ligando
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
7/42
-
-
-
-
-
-
+
z
y
x
La presencia del ligandoproduce una perturbacin en
los orbitales d
Los orbitales d ms afectados
sern losdx2- 2 los dz2
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
8/42
Desdoblamiento de los orbitales d,debido a la presencia de un campo
octadrico
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
9/42
Los egse
vern ms
afectados por
las cargas
que los t2g
Campo octadrico
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
10/42
Campo octadrico
Los orbitales eg tendrn mayor energa con
respecto al campo esfrico y los t2gmenor
Metallibre
Orbitales d del
metal en presencia
de las cargas
Desdoblamientooctadrico
&nerga
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
11/42
0cristalino. Es la energa asociada a laseparacin de nieles y es proporcional ala fuer!a del campo cristalino
Energ
a
0
d!"d#"$y"
d#y dy!dy!
t"g
eg
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
12/42
&nerga de estabili*acin del campo
cristalinos
+iferencia en energa entre un ,ipottico
campo esfrico y el campo cristalino generado
por los ligantes.
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
13/42
Energa de estabili!acin del campocristalino
Ener
ga
0
d!"d#"$y"
d#y dy!dy!
t"g
eg
Se asigna el alor de $"%&'estabili!acin( acada electrn t"gy una ariacin de energa de
)*%&'desestabili!acin( a cada electrn eg. La
suma de las energas de todos los electrones esla EE++.
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
14/42
Configuracioneselectrnicas
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
15/42
0
d!"d#"$y"
d#y dy!dy!
eg 0
d!"d#"$y"
d#y dy!dy!
t"g
eg
t"g
Campo dbil
Campo fuerte
Octadrico d-/012$345-
'guales+istintas
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
16/42
Campo dbil Campo fuerte
d1
d2
d$
d
3
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
17/42
Compuestos de coordinacin
octadricos
Co6$708
Octadrico
9aramagntico
Co!"H0%$70:
Octadric
o+iamagntico
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
18/42
'ndique el n;mero de
coordinacin y eln;mero de o1 6e!C"%$7
?9d!"H0%/Cl/7
?Cr!en%/6/7"O0
Cul es la diferencia entre un compuesto decoordinacin de alto espn y uno de bajo espn@
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
19/42
0d!"d#"$y"
d#y dy! dy!
eg0
d!"d#"$y"
d#y dy! dy!
t"g
eg
t"g
t2g lto espn
Co!"#$% & '
Compuestos de coordinacin octadricos
Campo dbil
(t2g)*
(eg)2
Campo fuerte
t2g+a,o espn
Co(-.$)"#$/ 0 '
(t2
g)"
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
20/42
Compuestos de coordinacin octadricos
Los Aalores tpicos de son de entre /- y
4- Bcalmol.
&n algunos casosD las energas de
apareamiento pueden estar entre 1- y
3- >calmol.
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
21/42
Campo dbil octadrico
1lectronesd
Configu%racin
1lectronesdesaparea%
dos
3 t2g3
3
2 t2g2 2
$ t2g
$ $
* t2g$eg
3 *
4 t2g$eg
2 4
1lectronesd
Configu%racin
1lectronesdesaparea%
dos
" t2g*
eg2
*
5 t2g4eg
2 $
6 t2g
"eg
2 2
7 t2g"eg
$ 3
38 t2g"eg
* 8
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
22/42
Campo fuerte octadrico
1lectronesd
Configu%racin
1lectronesdesaparea%
dos
3 t2g3
3
2 t2g2 2
$ t2g
$ $
* t2g* 2
4 t2g4 3
1lectronesd
Configu%racin
1lectronesdesaparea%
dos
" t2g"
8
5 t2g"eg
3 3
6 t2g
"eg
2 2
7 t2g"eg
$ 3
38 t2g"eg
* 8
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
23/42
Campo dbil octadrico
1lectronesd
1lectronesdesaparea%
dos
3 395$ 3
2 296$ 2
$ $965 $
* *978 *
4 4972 4
1lectronesd
1lectronesdesaparea%
dos
" *978 *
5 $965 $
6 296$ 2
7 395$ 3
38 8 8
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
24/42
Campo fuerte octadrico
1lectronesd
1lectronesdesaparea%
dos
3 395$ 3
2 296$ 2
$ $965 $
* 296$ 2
4 395$ 3
1lectronesd
1lectronesdesaparea%
dos
" 8 8
5 395$ 3
6 296$ 2
7 395$ 3
38 8 8
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
25/42
Campo tetradrico
Orbitales d del
metal enpresenciade las cargas
Los orbitales t2gtendrn mayor energa con
respecto al campo esfrico y los egmenor
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
26/42
Campo cuadrado
Octadrico Cuadrado
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
27/42
Desdoblamiento en un campo
cuadrado
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
28/42
Tetradrico
eg
t2g
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
29/42
Calcular los momentos magnticos de
campo dbil y campo fuerte para lasdistintas configuraciones de los
compuestos de coordinacin tetradricos.
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
30/42
Campo dbil tetradrico
1lectronesd
Configu%racin
1lectronesdesaparea%
dos
3 eg3
3
2 eg2 2
$ eg
2t2g
3 $
* eg2t2g
2 *
4 eg2t2g
$ 4
1lectronesd
Configu%racin
1lectronesdesaparea%
dos
" eg$
t2g$
*
5 eg*t2g
$ $
6 eg
*t2g
* 2
7 eg*t2g
4 3
38 eg*t2g
" 8
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
31/42
Campo fuerte tetradrico
1lectronesd
Configu%racin
1lectronesdesaparea%
dos
3 eg3
3
2 eg2 2
$ eg
$ 3
* eg* 8
4 eg*t2g
3 3
1lectronesd
Configu%racin
1lectronesdesaparea%
dos
" eg*
t2g2
2
5 eg*t2g
$ $
6 eg
*t2g
* 2
7 eg*t2g
4 3
38 eg*t2g
" 8
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
32/42
La mayor parte de estas especies umicascomple-as son coloreadas. El color se debe,normalmente, a trnsitos d$d, y las energas $ ypor tanto el color$ se relaciona con los ligandos,el catin central y la carga o estado deo#idacin del mismo. ormalmente los cationes
d0, al no poder presentar trnsitos d$d sonincoloros. /ero ay mucas e#cepciones, ya ueotro tipo de trnsitos denominados detransferencia de carga caen dentro del isible
'de *10 a 210 nm, es decir de *."2 a ".0 e3, o loue es lo mismo de "4*"0 a 5"1"0 cm$5 , oseadesde 5265 a 504& 78%mol( y son responsablesdel color.
CL!
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
33/42
CL!Los electrones t"gdel comple#o pueden ser
excitados a uno de los orbitales egsi esteabsorbe un $otn de energa igual a %&
Por lo tanto puede usarse la longitud de ondaabsorbida para determinar el desdoblamiento
del campo cristalino por un ligando
% ' ()
'(c*+, mayor % debern absorber radiacin de altaenerga y ba#a longitud de onda
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
34/42
0
d!"d#"$y"
d#y dy!dy!
t"g
eg
0
d!"d#"$y"
d#y dy!dy!
t"g
eg
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
35/42
[Ti(H2O)6!+
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
36/42
"l color
La substancia
absorbe aqu
Se Ae de este
color
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
37/42
CL! .../
0$ecto del
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
38/42
d!"d#"$y"
d#y dy!dy!
d!"d#"$y"
d#y dy!dy!
d!"d#"$y"
d#y dy!dy!
d!"d
#"$y"
d#y dy!dy!
0$ecto delligando
[Cr F6]-3
Verde [Cr (H2O)6]+3
Violeta[Cr (NH3)6]
+3
Amarillo[Cr (CN)
6]-3
Amarillo
Ener
a
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
39/42
S0!.00SP0CT!12.3.C,
.-45r- 4Cl- 4 6- 47-
47"7" 4879 4 en 4 8"
-
4C8-
,umenta la $uerza del
campo
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
40/42
Serie espectroqumica
&l ligante es el culpable de que se apareen o nolos espines.
Serie espectroqumica !orden creciente de fuer*a
para aparear a los electrones%=
'8E Fr8E Cl8E 68E OH8E H/O E &+TG E "H0E "O/8
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
41/42
0stas teora permite explicar la serie
espectroqumica en $uncin de considerar alos ligandos con sus orbitales y no comocargas puntuales
Teora del campo de
ligandoLa teora del campo ligando sugiere que lasinteracciones entre el ion central y losligandos se e$ect:an por enlacesparcialmente co;alente
,demas de las consideraciones es realizadaen TCC incluye los enlaces metal-ligandosigma
7/24/2019 Teoria del campo cristalino 2.ppt
42/42
Propiedades del
ligando
Capacidad de $ormar uniones , mayor capacidad para $ormar uniones
> mayorseparacin
?ensidad de carga, mayor densidad de carga > mayor separacin decampo
?isponibilidad de pares libres2n solo par electrnico distorsiona mas que dosun solo par se orienta me#or para $ormar elenlace/