Kristal Alan Teorisi Nedir?

Kristal alan teorisi, bir geçiş metal bileşiğinin atomları arasındaki elektriksel aktiviteyi tanımlar. Bu bileşiklerdeki atomlar arasındaki elektriksel aktiviteye odaklanarak, bu teori, rengi, yapısı ve manyetik alanı da dahil olmak üzere bir geçiş metal bileşiğinin enerjik özelliklerini açıklamaya hizmet eder. Bu bileşiklerin içindeki atomların birbirine bağlı olmasına rağmen, kristal alan teorisi bu bağları tanımlamak için kullanılamaz. Tamamlanmamış olan bu teori, atomlar arasındaki bağın anlaşılmasını sağlamak için ligand alan teorisi ile birleştirildi.

1930'larda, fizikçiler John Hasbrouck van Vleck ve Hans Bleke tarafından kristal alan teorisi geliştirildi. Bu bilim adamları teorilerini ligand alan teorisinden ayrı olsalar yanında geliştirdiler. Bu iki teorinin gelişmesinden kısa bir süre sonra, diğer bilim adamları, her ikisi de modern ligand alan teorisi altında çalışılan ikisinin ilkelerini birleştirdi. Bu iki teorinin birleşimi, enerji türlerini ve belirli bileşik türlerindeki moleküler bağları daha iyi tanımlayabilen bir denklem sistemi yarattı.

Geçiş metal bileşikleri kristal alan teorisi kullanılarak kısmen tarif edilebilir. Bu bileşikler, bu bağlamda ligandlar olarak adlandırılan, metal olmayan atomlarla çevrili belirli bir metalin atomlarından oluşur. Bu farklı atomların elektronları, kristal alan teorisi kullanılarak tarif edilebilecek şekillerde etkileşime girer. Bu elektron etkileşimlerinden ortaya çıkan bağlar ayrıca ligand alan teorisi kullanılarak açıklanmaktadır.

Kristal alan terimi, kristal alan teorisinde, bir ligand grubu tarafından üretilen elektrik alandan gelir. Bu atomlar, bir geçiş metalinin içine hapsolduğu sabit bir enerji alanı oluşturur. Bu alanlar çeşitli farklı geometrik şekillerde olabilir. Birçok geçiş metali bileşiği küp şeklinde alanlara sahiptir, çünkü bu alanlar özellikle kararlıdır ve geçiş metali bileşiğinin daha kararlı kalması için sistemde bulunmayan atomların etkisine dayanabilmektedir.

Kristal alan teorisinin açıklamada özellikle iyi olduğu bir şey, bir geçiş metal bileşiğinin renklendirilmesidir. Nispeten stabil bir yapı olarak, belirli bir bileşik tipindeki elektronlar sınırlı bir aralıktaki çekirdeklerine doğru veya uzağa doğru hareket eder. Bu aralık, maddenin rengini belirler, çünkü elektronun uyarıldığında hareket ettiği mesafeye karşılık gelen belirli ışık dalga boylarını emer. Absorbe edilen dalga boyları bu bileşikte görünmez. Bunun yerine, renk tekerleğinde görüldüğü gibi zıt renk maddeye görünür rengini veren, geri yansıtılır.