Teoría del campo cristalino

Presentación del tema: "Teoría del campo cristalino"— Transcripción de la presentación:

1 Teoría del campo cristalino
Compuestos de coordinación

2 Teoría del campo cristalino Postulados
Los ligantes están representados por cargas puntuales. Las interacciones M-L son netamente electrostáticas. Existe repulsión entre los electrones del metal y los ligantes. Esta interacción es diferencial depende de la disposición espacial de los ligantes alrededor del metal (geometría de coordinación). Como consecuencia se produce desdoblamiento de los orbitales d

3 Geometría de coordinación
Lineal tetraédrica plano cuadrada octaédrica Antiprisma cuadrado Bipirámide pentagonal

4 Orbitales d Orbitales dx2-y2 , dz2 menos estables respecto
al campo esférico Orbitales dxy, dyz, dxz más estables respecto al campo esférico

5 Teoría de campo cristalino
-Orbitales d, combinación lineal de seis funciones matemáticas -Modelo muy sencillo desarrollado por físicos (Bethe y Van Vlecke). Interacciones electrostáticas: -Ion aislado los orbitales son degenerados -Campo esféricamente simétrico de cargas negativas alrededor del ion central los orbitales aumentan de energía pero son degenerados.

6 Geometría octaédrica

7 Geometría octaédrica : desdoblamiento orbital
+0.6o = +6Dq -0.4 t = - 4Dq

8 Distribución electrónica en geometría octaédrica (Oh)
 Iones d1 ,d 2 ,d 3 ,d 8 , d 9 , d presentan una sola configuración

9 Distribución electrónica en geometría octaédrica (Oh) Iones d4 ,d 5 ,d 6 ,d : dos configuraciones posibles

10 Complejos de alto y bajo spin
Iones d1 ,d 2 ,d 3 ,d 8 , d 9 una sola configuración Iones d4 ,d 5 ,d 6 ,d dos configuraciones posibles

11 Energía de estabilización producida por el campo cristalino
Estados de spin y fuerza de campo ligante

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13 Geometría tetraédrica (Td)
y x z ENTORNO Td Se desestabilizan dxy dxz dyz

14 Complejos tetraédricos
Desdoblamiento orbital

15 Factores que determinan el valor de 
1- Geometría del complejo : T =4/9 o Los complejos tetraédricos son siempre de alto spin y bajo campo

16 Factores que determinan el valor de 
2. Estado de oxidación del ión metálico:  aumenta con el aumento del estado de oxidación del ión metálico [Fe(H2O)6]  = cm [Fe(H2O)6]  = cm -1 [Co(H2O)6]  = cm [Co(H2O)6] 2+  = cm -1

17 Factores que determinan el valor de 
3.- Naturaleza del ión metálico : ubicación en la tabla periódica  aumenta a medida que se baja en un grupo [ Co(NH3) 6] o = cm -1 [ Rh(NH3) 6] o = cm -1 [ Ir(NH3) 6] o = cm -1 Los complejos de la 2 y 3ra serie son siempre de bajo spin

18 Factores que determinan el valor de 
4. Los ligantes ( serie espectroquímica ) I- < Br- < S2- < SCN- < Cl- < NO3- < F- < OH- < C2O42- < H2O < NCS- < CH3CN < NH3 < en < bpy < phen < NO2- < PPh3 < CN- < CO

19 Jørgensen sugiere que el valor de Δo se puede estimar considerando que está gobernado por dos factores independientes, uno procedente del metal ( g ) y otro del ligante ( f ), de esta manera: Δo = f x g f describe la fuerza del campo de un ligante relativa al agua, a la que se le ha asignado el valor de 1.00, el intervalo de valores de este parámetro va de 0.7 para el Br- (campo débil) hasta 1.7 para el CN- (campo fuerte). g este factor es característico del ion metálico y varía de 8000 a cm-1. La ecuación anterior es útil para aproximar el valor de Δo y al combinarla con las energías de apareamiento, es factible predecir si un complejo será de alto espín o bajo espín

20 Distorsión de complejos octaédricos
Distorsión de un complejo octaédrico Elongación del eje z  complejo tetragonal distorsionado Complejo cuadrado plano

21 Geometría Cuadrada plana (d4h)
Se estabilizan los orbitales que tienen componente z dxz, dyz , dz2 Se desestabilizan los orbitales que tienen componentes x e y dxy dx2-y2

22 Complejos cuadrado plano

23 Desdoblamiento orbital en distintas geometrías

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