
【化】 weak ligand field
feebleness; inferior; weak; young
【医】 ambly-; thinness
【化】 ligand field
在配位化学中,"弱配位场"(Weak Ligand Field)指配体与中心金属离子相互作用时,产生的晶体场分裂能(Δ₀)较小的配位环境。其核心特征和影响如下:
弱配位配体(如 I⁻、Br⁻)形成的配位场分裂能较低,导致中心金属离子的d电子优先占据高能级轨道而非配对。
$$ Delta_0 < P $$ 其中 (Delta_0) 为分裂能,(P) 为电子成对能。弱场中 (Delta_0) 较小,电子更倾向于分占不同轨道(高自旋态)。
按光谱化学序列排序(分裂能由小到大):
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弱配位场是配位场理论中的核心概念,指配体对中心金属离子d轨道产生的晶体场分裂能(Δ)较小的环境。以下从特性、电子排布、化学性质及应用三方面具体说明:
基本特性
弱配位场中,配体与中心金属离子的相互作用较弱,导致d轨道能级分裂程度较低(Δ值小)。这种环境常见于场强较弱的配体(如I⁻、Br⁻等),其电子云分布对金属离子的影响有限。
电子排布与自旋状态
在弱配位场作用下,电子倾向于以高自旋方式填充分裂后的d轨道。这是因为较小的Δ值使得电子成对所需的能量(电子配对能)高于轨道分裂能,因此电子优先占据更高能级的轨道而非配对。例如,八面体场中,d⁴构型的金属离子在弱场下表现为高自旋(t₂g³ eg¹)。
对配合物性质的影响
实际应用
弱配位场理论在生物酶活性中心(如血红蛋白中的铁)、工业催化(如烯烃聚合)及医药领域(顺铂类抗癌药物设计)有重要指导意义,帮助科学家通过调控配体场强优化材料性能。
公式补充:晶体场分裂能Δ可表示为: $$ Δ = 10Dq = frac{5}{3} e langle r rangle / (4πε_0 R) $$ 其中R为金属-配体距离,该式说明配体场强弱与距离和电荷分布密切相关。
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