Co to jest teoria pola krystalicznego?

Teoria pola krystalicznego opisuje aktywność elektryczną między atomami związku metalu przejściowego. Koncentrując się na aktywności elektrycznej między atomami w tych związkach, teoria ta służy wyjaśnieniu właściwości energetycznych związku metalu przejściowego, w tym jego koloru, struktury i pola magnetycznego. Chociaż atomy w tych związkach są ze sobą związane, teoria pola krystalicznego nie może być użyta do opisania tych wiązań. Ta niekompletna sama teoria została połączona z teorią pola ligandów, aby uwzględnić zrozumienie wiązania między atomami.

W latach 30. XX wieku fizycy John Hasbrouck van Vleck i Hans Bleke opracowali teorię pola kryształów. Ci naukowcy opracowali swoją teorię obok, choć odrębnej od teorii pola ligandów. Wkrótce po opracowaniu tych dwóch teorii inni naukowcy połączyli zasady tych dwóch, które obecnie są badane w ramach współczesnej teorii pola ligandów. Połączenie tych dwóch teorii stworzyło układ równań, który był w stanie lepiej opisać pola energetyczne i wiązania molekularne w niektórych typach związków.

Związki metali przejściowych można częściowo opisać przy użyciu teorii pola krystalicznego. Związki te składają się z atomów określonego metalu, które są otoczone atomami niemetalicznymi, zwanymi w tym kontekście ligandami. Elektrony tych różnych atomów oddziałują w sposób, który można opisać za pomocą teorii pola krystalicznego. Wiązania, które powstają w wyniku tych oddziaływań elektronowych, opisano również przy użyciu teorii pola liganda.

Termin pole krystaliczne w teorii pola krystalicznego pochodzi od pola elektrycznego generowanego przez grupę ligandów. Atomy te wytwarzają stabilne pole energii, w którym metal przejściowy zostaje uwięziony. Te pola mogą mieć różne kształty geometryczne. Wiele związków metali przejściowych ma pola w kształcie kostek, ponieważ takie pola są szczególnie stabilne i mogą opierać się wpływowi atomów, które nie są w układzie, tak że związek metalu przejściowego pozostaje bardziej stabilny.

Jedną z rzeczy, którą teoria pola krystalicznego jest szczególnie dobra w opisie, jest zabarwienie przejściowego związku metalu. Jako stosunkowo stabilna struktura elektrony w określonym typie związku poruszają się w kierunku swoich jąder lub od nich w ograniczonym zakresie. Ten zakres określa kolor substancji, ponieważ pochłania ona pewne długości fal światła, które odpowiadają odległości, jaką porusza elektron po wzbudzeniu. Zaabsorbowane długości fal nie są widoczne w tym związku. Zamiast tego przeciwny kolor, widoczny na kole kolorów, jest odbijany z powrotem, nadając substancji widoczny kolor.