МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверской государственный технический университет»

(ТвГТУ)

Курсовая работа по теме:

«Теория поля лигандов»

Выполнил студент 2 курса

группы ХИМ-1105

Истомина Алёна.

Проверил: доц. каф. БТиХ, к.х.н.

Быков А.В.

Тверь 2012 г.

Содержание

Введение 3

1 Теория кристаллического поля 4

1.1 Основные положения теории кристаллического поля 4

1.2 Параметр расщепления полем лигандов 5

1.3 Энергия стабилизации полем лигандов 7

1.4 Слабое и сильное поле лигандов 8

1.5 Магнитные изменения 10

2 Теория поля лигандов 10

2.1 σ-связь 11

2.2 π-связь 14

2.2.1 π-донор 16

2.2.2 π-акцептор 17

3 Применение теории кристаллического поля и теории поля лигандов 19

Заключение 20

Список использованных источников 21

Введение

Первоначально теория электронного строения комплексов была разработана для того, чтобы объяснить свойства ионов d-металлов в ионных кристаллах. В этой теории кристаллического поля свободная пара лиганда рассматри­вается как отрицательный точечный заряд (или как частичный отрицательный заряд электрического диполя), который отталкивает электроны, расположен­ные на d-орбиталях центрального иона металла. Этот подход сосредоточивает внимание на расщеплении d-орбиталей на различающиеся по энергии группы. Затем это расщепление используется для объяснения числа неспаренных элек­тронов иона, а также для интерпретации спектров, устойчивости и магнитных свойств комплексов. Теория кристаллического поля была в дальнейшем объединена с теорией молекулярных орбиталей в более общую теорию поля лигандов, учитывающую частичную ковалентность связи металл-лиганд в координационных соединениях. Эта теория сосредоточивает внимание на перекрывании d-орбиталей металла и ор­биталей лигандов с образованием молекулярных орбиталей. Качественно рас­щепление энергетических уровней орбиталей, связанных в основном с атомом металла, то же самое, что и в теории кристаллического поля, однако теория поля лигандов обеспечивает лучшее понимание происхождения этого расщеп­ления[2].

Целью данной курсовой работы является рассмотрение теории кристаллического поля и теории поля лигандов.

Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

- узнать в чем заключается теория кристаллического поля, её основные положения;

- узнать в чем заключается теория поля лигандов и её применение;

1 Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля создана в 1929 году физиком Бете.

Теория кристаллического поля основана на предположении, что между комплексообразователем и лигандами осуществляется чисто электростатическое взаимодействие (ионная связь). Однако в отличие от классических электростатических представлений в теории кристаллического поля учитывается влияние электростатического поля лигандов на энергетическое состояние электронов комплексообразователя[3].

В используемой в теории кристаллического поля модели октаэдрического ком­плекса шесть лигандов помещают на декартовы оси координат, а в начале коор­динат оказывается ион металла. Лиганды сильно взаимодействуют с централь­ным ионом металла, и в значительной степени этим обеспечивается устойчи­вость комплекса. Существует более слабый вторичный эффект, возникающий из-за того, что электроны, находящиеся на различных d-орбиталях, в разной степени взаимодействуют с лигандами. Этот эффект составляет чуть более 10% от общей энергии взаимодействия металл— лиганд, но он оказывает решающее влияние на свойства комплексов[2].