리간드의 분광화학적 계열 (spectrochemical series) ★

리간드의 분광화학적 계열 (spectrochemical series)

 

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▶ 참고: 제23장 전이 금속과 배위 화학. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/19815 ]

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착물을 형성할 때 전이 금속 이온의 d 오비탈이 분리되는 이유는?

⇨ 오로지 리간드 때문.

( 참고: 결정장 분리 https://ywpop.tistory.com/6479 )

 

 

 

 

[그림] d 오비탈의 분리.

 

 

 

그렇다면, d 오비탈이 분리되는 정도는

즉, 결정장 갈라짐 에너지 (crystal field splitting energy), Δ 값은

오로지 리간드의 종류에 의해 결정되겠네?

⇨ 실험을 해보니, 그렇더라.

 

 

 

다음과 같이 UV-Vis 흡수 스펙트럼을 측정해보니까,

 

 

 

 

전이 금속의 종류에 상관없이

 

어떤 리간드는 d 오비탈을 약간 분리시키고,

( 약한 장(weak field) 리간드 )

 

어떤 리간드는 d 오비탈을 많이 분리시키더라.

( 강한 장(strong field) 리간드 )

 

 

 

 

리간드의 분광화학적 계열 (spectrochemical series)

▶ 리간드가 전이 금속 이온의 d 오비탈을 분리시키는 정도를

순서대로 나열한 것.

( 리간드의 순서는 오로지 분광학적 실험결과이므로,

왜 순서가 이렇게 나오는가? 는 이유 없음. )

( 즉, 이론적으로 이 순서를 설명한 과학자는 아직 없음. )

 

 

 

 

I^- < Br^- < S^2- < SCN^- < Cl^- < NO3^- < N3^- < F^-

< OH^- < C2O4^2- < H2O < NCS^- < CH3CN < py < NH3

< en < 2,2’-bipyridine < phen < NO2^- < PPh3 < CN^- < CO

 

 

I^- < Br^- < S^2- < SCN^- (S-bonded) < Cl^- < N3^- < F^-

< NCO^- < OH^- < C2O4^2- < O^2- < H2O

< acac^- (acetylacetonate) < NCS^- (N-bonded)

< CH3CN < gly (glycine) < py (pyridine) < NH3

< en (ethylenediamine) < bipy (2,2’-bipyridine)

< phen (1,10-phenanthroline) < NO2^- (N-bonded)

< PPh3 < CN^- < CO

 

 

 

 

 

 

 

▶ 일반적으로 H2O까지 약한 장 리간드.

 

▶ NH3는 대부분 착물에서 약한 장 리간드이나,

코발트(Co^3+)와 같은 일부 착물에서 강한 장 리간드.

( 관련 글: [Co(NH3)6]^2+ 착이온 https://ywpop.tistory.com/7242 )

 

▶ en부터 강한 장 리간드.

 

 

 

▶ 강한 장 리간드는 저스핀 착물 (low spin complex) 형성.

▶ 약한 장 리간드는 고스핀 착물 (high spin complex) 형성.

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/11952 ] 저스핀 착물과 고스핀 착물

 

 

 

[ 참고: d^4 high-spin, low-spin 그림 https://ywpop.tistory.com/2907 ]

 

[ 참고: d^5 high-spin, low-spin 그림 https://ywpop.tistory.com/2908 ]

 

[ 참고: d^6 high-spin, low-spin 그림 https://ywpop.tistory.com/2909 ]

 

[ 참고: d^7 high-spin, low-spin 그림 https://ywpop.tistory.com/2910 ]

 

 

 

[참고] 결정장 갈라짐 에너지, Δ or 10 Dq 설명

[ https://wps.prenhall.com/wps/media/objects/3313/3393071/blb2405.html ]

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/14583 ] [도표] 결정장 갈라짐 에너지

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/10211 ] Co^3+ 착이온의 흡수 파장

 

 

 

[참고] acetylacetonate anion (CH3COCHCOCH3^-), acac

> C5H7O2^-의 몰질량 = 99.11 g/mol

 

 

 

 

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