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配位场英文解释翻译、配位场的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 ligand field

分词翻译:

配的英语翻译:

be qualified; compound; match; mate; mix

位场的英语翻译:

【化】 potential field

专业解析

配位场(Ligand Field)的汉英词典释义与理论解析

一、术语定义与核心概念

配位场(Ligand Field) 指在配位化合物中,配体(Ligands)围绕中心金属离子形成的局部静电势场。该场作用于金属离子的d或f轨道,导致轨道能级分裂(Splitting),进而影响配合物的电子结构、光谱性质及磁性(如高/低自旋态)。其理论是晶体场理论(Crystal Field Theory, CFT)的量子力学扩展,同时纳入分子轨道理论的共价作用解释。

二、核心原理:轨道分裂与分裂能

  1. d轨道分裂

    • 八面体场(Octahedral Field):配体沿坐标轴方向接近金属离子,d轨道分裂为能量较高的( eg )(( d{z}, d{x-y} ))和能量较低的( t{2g} )(( d{xy}, d{xz}, d_{yz} ))两组轨道,分裂能记为 ( Delta_o )。
    • 四面体场(Tetrahedral Field):分裂模式相反,( t_2 )轨道能量高于( e )轨道,分裂能 ( Delta_t approx frac{4}{9}Delta_o )。
  2. 分裂能(( Delta ))的影响因素

    • 配体场强度:遵循光谱化学序列(Spectrochemical Series):

      ( text{I}^- < text{Br}^- < text{Cl}^- < text{F}^- < text{OH}^- < text{H}_2text{O} < text{NH}_3 < text{en} < text{NO}_2^- < text{CN}^- )

    • 金属离子电荷与周期:高价态离子(如Co³⁺)及同族靠下元素(如4d/5d系列)分裂能更大。

三、理论应用与实验关联

  1. 光谱性质

    d-d跃迁能量直接对应分裂能 ( Delta ),解释配合物颜色(如[Ti(H₂O)₆]³⁺的紫色源于492 nm吸收)。

  2. 磁性行为

    分裂能与电子成对能(P)竞争决定高自旋(High-spin, ( P < Delta ))或低自旋(Low-spin, ( P > Delta ))构型(如[Fe(H₂O)₆]²⁺为高自旋,[Fe(CN)₆]⁴⁻为低自旋)。

  3. 结构稳定性

    姜-泰勒效应(Jahn-Teller Distortion)在不对称电子占据(如Cu²⁺的( e_g )轨道)时触发几何畸变。

四、权威参考文献

  1. 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)术语定义

    "Ligand field theory describes the electronic structure of coordination complexes by considering both electrostatic interactions and covalent bonding."

    IUPAC Gold Book: Ligand Field Theory

  2. 经典教材理论阐释

    "配位场理论通过量子力学修正晶体场模型,成功预测配合物磁性与光谱。"

    Miessler, G. L., & Tarr, D. A. (2013). Inorganic Chemistry (5th ed.), Pearson, Chapter 10.

  3. 前沿研究进展

    配位场调控在单分子磁体(SMMs)设计中的应用:

    "轴向配体场强度可调节镧系配合物磁弛豫能垒。"

    Coordination Chemistry Reviews (2020), Vol. 423, 213483. DOI链接

  4. 教育机构公开课程

    麻省理工学院(MIT)《生物无机化学》课程对配位场分裂的可视化演示:

    MIT OpenCourseWare: Bioinorganic Chemistry


注:本文整合IUPAC标准术语、经典教材理论框架及前沿期刊研究,确保定义精确性与学术权威性。

网络扩展解释

配位场是配位化学中的核心概念,主要用于描述过渡金属离子与周围配体之间的相互作用及其对电子结构的影响。以下是综合多来源的详细解释:

一、基本定义

配位场指配位体对中心金属离子(通常是过渡金属)产生的静电势场。这种场会改变金属离子d轨道的能级分布,形成不同对称性的场(如八面体场、四面体场)。例如,八面体场中d轨道会分裂为高能级的$eg$轨道和低能级的$t{2g}$轨道,分裂能$Delta$可通过以下公式计算: $$ Delta = 10Dq $$ 其中$Dq$为场强参数,与配体类型和金属-配体距离相关。

二、理论基础

  1. 晶体场与分子轨道理论的结合
    配位场理论融合了晶体场理论(静电作用)和分子轨道理论(共价键形成),由Bethe和Van Vleck在20世纪20-30年代提出。例如,强场配体(如CN⁻)会导致更大的d轨道分裂,而弱场配体(如I⁻)分裂较小。

  2. 电子效应
    配位场作用下,金属离子的d轨道能级分裂直接影响配合物的性质:

    • 磁性:高自旋(弱场)与低自旋(强场)状态的选择;
    • 颜色:电子跃迁吸收特定波长光,如[Fe(SCN)₆]³⁻的红色源于$t_{2g} rightarrow e_g$跃迁。

三、应用领域

  1. 光谱分析
    通过紫外-可见光谱测定分裂能,推断配合物结构。
  2. 催化反应
    过渡金属催化剂(如铂配合物)的活性与配位场调控的电子状态密切相关。
  3. 生物化学
    血红蛋白中的铁卟啉配合物依赖配位场效应实现氧的可逆结合。

四、相关术语

如需进一步学习,可参考权威课程资源(如提到的计算模拟课程)或知网文献()。

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