
【化】 strong ligand field
better; by force; make an effort; powerful; strive; strong; stubborn
【化】 ligand field
强配位场是配位化学中的核心概念,指配体对中心金属离子d轨道产生的显著分裂效应。根据晶体场理论,当配体与金属离子形成配合物时,其静电场会使金属的d轨道能级分裂为高能级(e_g轨道)和低能级(t₂g轨道),分裂能Δ值的大小直接决定配位场强度。
强配位场通常对应较大分裂能Δ,常见于CN⁻、CO等强场配体形成的配合物。在此条件下,电子倾向于以低自旋态排列,优先填充低能级轨道以降低体系能量,例如[Fe(CN)₆]³⁻即表现为低自旋构型。该理论对解释配合物的磁性、颜色及稳定性具有关键作用,如八面体配合物的晶体场分裂能计算公式为: $$ Δ₀ = frac{10Dq}{1} $$ 其中Dq值与金属离子电荷和配体性质相关。
在应用层面,强配位场理论可有效预测金属酶活性中心的结构特征,例如血红蛋白中的铁卟啉配合物即通过配位场调控氧合能力。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将其定义为"配体引起金属d轨道显著分裂的配位环境",相关术语收录于《化学术语纲要》。
中文术语"强配位场"对应英文"strong ligand field",在权威词典如《牛津化学词典》中描述为"引起较大d轨道分裂能的配位环境"。该概念与John Hasbrouck Van Vleck提出的晶体场理论一脉相承,现已成为无机化学教学的标准内容,详见《高等无机结构化学》等教材。
强配位场是配位化学中的重要概念,指配体对中心金属离子的电子结构产生显著影响的场环境。以下是详细解释:
基本定义
强配位场指配体与金属离子之间的相互作用较强,导致金属d轨道能级分裂程度较大。这种现象与晶体场分裂能(Δ)直接相关,分裂能越大,配位场越强。
对配合物性质的影响
与弱配位场的对比
| 特征| 强配位场| 弱配位场|
|---------------|---------------------|---------------------|
| 分裂能Δ | 大| 小|
| 自旋状态| 低自旋| 高自旋|
| 典型配体| CN⁻、CO、NO₂⁻ | I⁻、Br⁻、Cl⁻|
实际应用
该理论被用于解释生物酶中的金属活性中心(如血红蛋白中的铁),以及设计催化剂(如过渡金属配合物催化有机反应)。
注:配位场理论由G.N. Lewis提出,后经其他科学家完善,成为现代化学键理论的重要组成部分。
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