配体场论英文解释翻译、配体场论的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 ligand field theory

分词翻译：

配体的英语翻译：

【化】 ligand

场论的英语翻译：

field theory

专业解析

配体场理论 (Ligand Field Theory, LFT) 是描述过渡金属配合物中中心金属离子与周围配体之间相互作用，及其对配合物电子结构、几何构型、光谱性质和磁学性质等影响的理论框架。它是晶体场理论 (Crystal Field Theory, CFT) 的扩展与发展，结合了分子轨道理论 (Molecular Orbital Theory, MOT) 的部分概念，更全面地考虑了金属离子与配体之间的共价作用。

核心概念与解释

理论基础：
- 晶体场理论 (CFT) 基础： LFT 继承了 CFT 的核心思想，即配体被视为点电荷或点偶极子，它们产生的静电场（配体场）作用于中心金属离子的 d 轨道（或 f 轨道），使其发生能级分裂。这种分裂的能量称为分裂能 (Δ)。
- 共价性引入： LFT 超越了 CFT 的纯静电模型，明确承认金属离子与配体之间化学键的共价性质。它认为配体提供的电子不仅产生静电场，其轨道还能与金属离子的 d 轨道发生重叠，形成部分共价键。这解释了 CFT 难以说明的光谱化学序列等现象（如 CN⁻ > phen > NO₂⁻ > en > NH₃ > ... > F⁻ > H₂O > OH⁻ > Cl⁻ > Br⁻ > I⁻）。
- 分子轨道理论视角： LFT 将配合物视为一个整体，中心金属的价轨道（(n-1)d, ns, np）与配体的群轨道（通常是 σ 和 π 对称性的轨道）按照对称性匹配原则组合，形成成键、非键和反键分子轨道。d 轨道的能级分裂被视为这些分子轨道能级差的结果。
d 轨道分裂：
- 配体场的对称性（如八面体、四面体、平面正方形）决定了 d 轨道的具体分裂方式。
- 八面体场 (Oh)： d 轨道分裂为能量较低的 t₂g 轨道（dxy, dyz, dzx）和能量较高的 eg 轨道（dz², dx²-y²）。分裂能记为 Δₒ 或 10Dq。
- 四面体场 (Td)：分裂方式与八面体场相反，e 轨道（dz², dx²-y²）能量低于 t₂ 轨道（dxy, dyz, dzx），分裂能 Δₜ 较小（Δₜ ≈ 4/9 Δₒ）。
- 平面正方形场 (D4h)：分裂最复杂，产生四个不同的能级。
关键参数：
- 分裂能 (Δ)：最重要参数，衡量配体场强度。受中心金属离子（电荷、主量子数 n）、配体性质（光谱化学序列）和几何构型影响。
- 成对能 (P)：将两个电子强行配对在同一轨道所需克服的电子间排斥能。
- Δ 和 P 的相对大小决定了配合物是采取高自旋（弱场，P < Δ）还是低自旋（强场，P > Δ）排布，进而影响磁性和颜色。
应用与解释：
- 配合物颜色： d-d 跃迁（电子在分裂后的 d 轨道间跃迁）吸收可见光，产生颜色。吸收光的能量对应于分裂能 Δ。
- 磁性：通过高自旋/低自旋状态预测未成对电子数，解释顺磁性或抗磁性。
- 热力学稳定性：晶体场稳定化能 (CFSE) 是配合物稳定性的重要贡献因素之一。
- 配合物几何构型： Jahn-Teller 效应（在对称性高的构型中，如果基态是简并的，配合物会发生畸变以消除简并）可以解释某些几何畸变（如 Cu²⁺ 八面体配合物的拉长）。
- 反应活性：影响配位饱和度和配体取代反应速率。

应用价值

配体场理论是无机化学，特别是配位化学和生物无机化学的核心理论之一。它广泛应用于解释和预测：

过渡金属配合物的电子吸收光谱（紫外-可见光谱）。
配合物的磁矩和顺磁共振 (EPR) 谱。
过渡金属离子的水合热、晶格能等热力学数据趋势。
配合物的立体化学结构（如畸变）。
催化反应中金属中心的电子状态变化。
生物体系中金属蛋白（如血红蛋白、细胞色素）的功能机制。

权威参考来源

《无机化学》（作者：Gary L. Miessler, Donald A. Tarr）：经典教材，对配体场理论有清晰、系统的阐述，涵盖基本原理和应用。
《Advanced Inorganic Chemistry》（作者：F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson）：权威高等无机化学参考书，深入讨论了配体场理论及其在描述配合物性质中的应用。
《配位化学》（作者：游效曾）：中文经典教材，详细介绍了配体场理论的发展、原理及其在配位化学各领域的应用。
《生物无机化学》（作者：郭子建，孙为银）：阐述了配体场理论在理解生物体系中金属离子配位环境、电子传递和催化机制中的关键作用。
John B. Goodenough 关于过渡金属氧化物的研究：诺贝尔奖得主 Goodenough 在固体材料（如锂离子电池正极材料）研究中广泛应用了配体场理论概念（如晶体场稳定化能、Jahn-Teller 效应）来解释材料的电子结构和性质。其相关论文和综述是理论应用的重要范例。

网络扩展解释

配体场论是研究过渡金属配合物中配体对中心金属离子电子结构影响的理论，主要用于解释配合物的物理化学性质（如颜色、磁性等）。以下是其核心内容和相关解释：

理论基础与发展背景

起源于晶体场理论（纯静电场模型），后由Bethe在1929年提出改进，引入对称性和群论分析，发展为更完善的配体场论。
配体场指配位原子产生的静电场，对金属离子d轨道产生微扰，导致简并的d轨道能级分裂。

关键机制：d轨道分裂

在八面体场中，5个简并d轨道分裂为能量较低的$t_{2g}$轨道（3个）和较高的$e_g$轨道（2个），分裂能$Delta_o$取决于配体场强度。
分裂方式与配体场对称性相关，例如四面体场分裂为$e$和$t_2$两组轨道。

理论与应用关系

电子光谱：d-d电子跃迁吸收特定波长光，导致配合物显色（如[Co(NH₃)₆]³⁺的蓝色）。
磁性：分裂能大小决定电子排布是高自旋（弱场）还是低自旋（强场），进而影响磁矩（例如Fe²⁺在强场中呈低自旋态）。

理论修正与局限性

早期假设配体为点电荷且金属轨道100%保持原子特性，未考虑共价作用；后续引入配体场共价效应（如分子轨道理论）提升解释力。
实际应用中需结合实验数据（如光谱参数）修正理论模型。

通过量化配体场强度（配体场分裂能$Delta$）和对称性，该理论为设计功能配合物（如催化剂、磁性材料）提供了重要理论依据。