Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

10.2: Теорії склеювання

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    32930

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Координаційні комплекси викликали велике захоплення у хіміків протягом дев'ятнадцятого століття, хоча Альфред Вернер не визначив фундаментальні принципи їх будови лише наприкінці століття. Більш повне розуміння їх структур склалося протягом першої половини ХХ століття. Це розуміння розвивалося поетапно, з новішими теоріями та моделями, спираючись на попередні, а не замінюючи їх повністю.

    Теорія кришталевого поля

    На початку 1930-х років американські фізики Джон Хасбрук ван Флек і Ганс Бет розробили теоретичну обробку кристалічних сполук перехідних металів, яка пояснювала їх магнітні та оптичні властивості. Ця обробка жодним чином не розглядала зв'язок, але вона стосувалася геометрії лігандів або контріонів навколо центрального іона металу. Електростатичні міркування лягли в основу теорії, приділяючи увагу силам відштовхування між електронами лігандів і\(d\) електронів на іоні металу. Модель дала хороші прогнози щодо впливу геометрії ліганду на електронну структуру іона металу.

    Теорія поля лігандів

    Протягом 1950-х років британські хіміки Джон Стенлі Гріффіт і Леслі Оргель об'єднали деякі аспекти теорії кристалічного поля з молекулярною орбітальною теорією, щоб створити модель зв'язку для координаційних комплексів. Замість того, щоб просто розглядати електростатичні взаємодії між металом і лігандом, цей підхід використовував орбітальні взаємодії для моделювання ролі ковалентності у визначенні електронної структури комплексу.

    Модель кутового перекриття

    Ця модель є специфічним підходом до розгляду того, як лігандні та металеві орбіталі об'єднуються для отримання молекулярних орбіталів у координаційному комплексі. Він використовує симетрію та орієнтацію атомних орбіталів, щоб визначити, які комбінації цих орбіталів слід враховувати.

    Обчислювальна хімія

    Три описані вище «олівцево-паперові моделі» для склеювання в координаційних комплексах були значно доповнені силою сучасної обчислювальної хімії. Хоча, засновані на тих же принципах, обчислювальні методи пропонують набагато більш високий рівень кількісної інформації про електронну енергію і дозволяють відносно легко оцінити можливі структурні особливості, такі як координаційна геометрія. Піонерські методи включали розширену теорію Хюкеля, спочатку розроблену Роальдом Хоффманом та Робертом Бернсом Вудвордом для вивчення перициклічних реакцій. Пізніше метод був адаптований Гофманом та іншими для дослідження неорганічних та металоорганічних комплексів. Зовсім недавно такі розробки, як теорія функціоналу густини, значно полегшили обчислювальну роботу над системами перехідних металів через спрощену обробку багатоелектронних систем. Ці та інші подібні підходи дозволяють прогнозувати координаційні комплексні властивості через комп'ютерний інтерфейс.