Магнитные и спектральные свойства комплексов в теории кристаллического поля.
Магнитные свойства комплексов определяются в магнитном поле. формула аналогична Зеемановской: u=g*Be*(j(j+1))^0,5
Диаграммы распределения d-электронов позволяют предсказать магнитные свойства координационных соединений. Комплексы с непарными электронами являются парамагнитными и притягиваются магнитным полем, а без — диамагнитными и слабо отталкиваются.
Спектральные свойства обусловлены возбуждением электронов и переходом их на более высокие энергетические подуровни. зависит от электронного строения и типа лиганд. Зачастую электронными переходами d-электронов обусловлена окраска комплексов.
Теория поля лигандов (тпл) для октаэдрических комплексов. П-Взаимодействия в комплексах переходных элементов.
Теория поля лигандов по сути дела применение теории молекулярных орбиталей к комплексным соединениям. Необходимо учитывать не только орбитали комплексообразователей, но и орбитали лигандов. Учитываются те орбитали, которые непосредственно участвуют в образовании связи Me-Li. Орбитали, на которых есть неподелённая электронная пара.
Электрический дипольный момент и его роль в теории строения молекул. Определение дипольных моментов молекул.
Основные свойства:
Электрический дипольный момент. Два противоположных, но одинаковых, заряда на фиксированном расстоянии. Произведение абсолютной величины такого заряда на расстояние – электрический дипольный момент. Если у молекулы центры тяжести зарядов не совпадают, то у молекулы имеется дипольный момент.
Как найти «центры тяжести»:
Дипольный момент – векторная сумма произведений всех радиус-векторов, проведённых из произвольно выбранного начала координат в точку расположения зарядов (ri), на эти заряды (qi). Если сумма qi=0, то молекула обязана быть нейтральной.
Единица измерения электрического ДМ – кулон*метр.
ДМ связан с симметрией молекулы:
Если у молекулы есть несколько осей симметрии, то у неё нет дипольного момента.
Если у молекулы 1 ось симметрии, ДМ есть и направлен вдоль этой оси.
Если несколько вертикальных плоскостей, то ДМ направлен вдоль линии их пересечения.
Если горизонтальная плоскость симметрии – ДМ нету.
Если есть центр инверсии – ДМ нету.
Если одна плоскость симметрии – ДМ лежит в этой плоскости.
Деформация молекул во внешнем электрическом поле. Индуцируемый дипольный момент и поляризуемость. Определение поляризуемости.
Второе основное свойство молекулы – поляризуемость. Если к молекуле приложить электрическое поле напряжённостью е, то даже у неполярной молекулы возникает дипольный момент (который называется индуцированным).
Поляризуемость – способность молекулы реагировать на внешнее электрическое поле. Это коэфициент, который показывает величину индуцированного дипольного момента. Если молекула в пространстве фиксирована, то поляризуемость – анизотропная величина.
Методы измерения поляризуемости: в газовой фазе основанный на методе Штока и метод дебая.
Метод Дебая: мольная поляризация.
Уравнение Ланжевена-Дебая. Уравнение Лорентца-Лоренца. Мольная рефракция и её применение.
Уравнение Ланжевена-Дебая. Если отнести поляризацию к единице объёма моля вещества – это мольная поляризация. Формула:
- тут есть постоянная авогадро, константа
больцмана, температура, плотность.
Решается задача графическим способом. Производится измерение мольной поляризации при различных температурах. Строится график зависимости.
Недостаток уравнения: диэлектрик нужно растворять в растворителе, причём не полярном. В результате нужно делать поправки в величину дипольного момента.
Мольная рефракция – макроскопический аналог поляризуемости. Меряется в тех же единицах, что и поляризуемость. Рефракцию можно использовать чтобы идентифицировать вещество (показатель преломления).