怎样区别高自旋和低自旋

Question

如题所述

Answer 1

一般地说，过渡金属离子的d电子由于静电斥力及交换相互作用将尽可能分占不同的d轨道，且自旋平行.
例如二价铁离子，除内部的与氩的电子结构相同的满壳层的原子实外还有6个d电子，它们在5个d轨道上的分布应为这种二价铁离子的自旋态是总自旋量子数s=2的状态，这即二价铁离子的高自旋态.然而处于八面体晶体场中的二价铁离子，五个原来等价的d轨道分裂成三重简并的t2g低能级及二重简并的eg高能级.
当晶体场能量(eg与t2g之能量差)远大于hund电子成对能量(二个自旋相反的电子配成一对进入同一d轨道时由于交换作用引起的能量增加)时，6个d电子优先填入t2g轨道，所得的电子组态为.这种二价铁离子的自旋态是s=0的状态，这即二价铁离子的低自旋态.
晶体场能量与hund电子成对能量相近时，将出现高自旋态与低自旋态共存的一种动态平衡的状态.

Answer 2

这是晶体场理论中的定义.
当某个d轨道中已经有一个电子时,若第二个电子继续进去与其配对,则电子成对能P可定义为第二个电子克服第一个电子排斥作用所需的能量.在d轨道能级分裂后,d电子的排布要兼顾能量最低原理和洪特规则,既要尽可能分占不同轨道且自旋平行,还要保证总体能量最低,因而最终取决于分裂能Δ和电子成对能P的相对大小.
根据光谱化学序列,在CN-和CO等强场配体作用下,配合物分裂能更大,Δ>P,d电子更易在能级低的轨道中排布,称为低自旋.比如,在强场配体NO2−的作用下,八面体构型离子[Fe(NO2)6]3−的5个d电子将全部处于t2g轨道中.
与此相反,I−与Br−之类的弱场配体导致Δ

评论
0

0

加载更多