Wat is de Crystal Field -theorie?

Crystal Field Theory beschrijft de elektrische activiteit tussen de atomen van een overgangsmetaalverbinding. Met een focus op de elektrische activiteit tussen atomen in deze verbindingen, dient deze theorie om de energetische eigenschappen van een overgangsmetaalverbinding te verklaren, inclusief de kleur, structuur en magnetisch veld. Hoewel de atomen binnen deze verbindingen aan elkaar zijn gebonden, kan de kristalveldtheorie niet worden gebruikt om deze bindingen te beschrijven. Onvolledig op zichzelf werd deze theorie gecombineerd met de ligandveldtheorie om een ​​begrip van de binding tussen atomen op te nemen.

In de jaren dertig werd Crystal Field Theory ontwikkeld door de natuurkundigen John Hasbrouck van Vleck en Hans Bleke. Deze wetenschappers ontwikkelden hun theorie naast, hoewel gescheiden van, ligand veldtheorie. Kort na de ontwikkeling van deze twee theorieën combineerden andere wetenschappers de principes van de twee, die nu beide worden bestudeerd onder de moderne ligandveldtheorie. De combinatie van deSE twee theorieën creëerden een systeem van vergelijkingen dat beter in staat was om de energievelden en moleculaire bindingen binnen bepaalde soorten verbindingen te beschrijven.

Overgangsmetaalverbindingen kunnen gedeeltelijk worden beschreven met behulp van kristalveldtheorie. Deze verbindingen bestaan ​​uit atomen van een bepaald metaal die zijn omgeven door niet-metalen atomen, in deze context liganden genoemd. De elektronen van deze verschillende atomen werken op manieren die kunnen worden beschreven met behulp van de kristalveldtheorie. De bindingen die voortkomen uit deze elektroneninteracties worden ook beschreven met behulp van de ligandveldtheorie.

Het term kristalveld, in de theorie van de kristalveld, komt van het elektrische veld dat wordt gegenereerd door een groep liganden. Deze atomen genereren een stabiel energieveld waarin een overgangsmetaal in de val komt. Deze velden kunnen in verschillende geometrische vormen komen. Veel overgangsmetaalverbindingen hebben velden die zijnE in de vorm van kubussen omdat dergelijke velden bijzonder stabiel zijn en de invloed van atomen die niet in het systeem zijn, kunnen weerstaan, zodat de overgangsmetaalverbinding stabieler blijft.

Een ding dat de kristalveldtheorie bijzonder goed is in het beschrijven van een overgangsmetaalverbinding. Als een relatief stabiele structuur bewegen de elektronen in een bepaald type verbinding binnen een beperkt bereik naar of weg van hun kernen. Dit bereik bepaalt de kleur van de stof omdat het bepaalde golflengten van licht absorbeert die overeenkomen met de afstand die het elektron beweegt wanneer hij opgewonden is. De golflengten die worden geabsorbeerd, zijn niet zichtbaar in deze verbinding. In plaats daarvan wordt de tegenovergestelde kleur, zoals te zien op het kleurenwiel, terug gereflecteerd, waardoor de substantie zijn zichtbare kleur krijgt.