配體場論英文解釋翻譯、配體場論的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 ligand field theory

分詞翻譯：

配體的英語翻譯：

【化】 ligand

場論的英語翻譯：

field theory

專業解析

配體場理論 (Ligand Field Theory, LFT) 是描述過渡金屬配合物中中心金屬離子與周圍配體之間相互作用，及其對配合物電子結構、幾何構型、光譜性質和磁學性質等影響的理論框架。它是晶體場理論 (Crystal Field Theory, CFT) 的擴展與發展，結合了分子軌道理論 (Molecular Orbital Theory, MOT) 的部分概念，更全面地考慮了金屬離子與配體之間的共價作用。

核心概念與解釋

理論基礎：
- 晶體場理論 (CFT) 基礎： LFT 繼承了 CFT 的核心思想，即配體被視為點電荷或點偶極子，它們産生的靜電場（配體場）作用于中心金屬離子的 d 軌道（或 f 軌道），使其發生能級分裂。這種分裂的能量稱為分裂能 (Δ)。
- 共價性引入： LFT 超越了 CFT 的純靜電模型，明确承認金屬離子與配體之間化學鍵的共價性質。它認為配體提供的電子不僅産生靜電場，其軌道還能與金屬離子的 d 軌道發生重疊，形成部分共價鍵。這解釋了 CFT 難以說明的光譜化學序列等現象（如 CN⁻ > phen > NO₂⁻ > en > NH₃ > ... > F⁻ > H₂O > OH⁻ > Cl⁻ > Br⁻ > I⁻）。
- 分子軌道理論視角： LFT 将配合物視為一個整體，中心金屬的價軌道（(n-1)d, ns, np）與配體的群軌道（通常是 σ 和 π 對稱性的軌道）按照對稱性匹配原則組合，形成成鍵、非鍵和反鍵分子軌道。d 軌道的能級分裂被視為這些分子軌道能級差的結果。
d 軌道分裂：
- 配體場的對稱性（如八面體、四面體、平面正方形）決定了 d 軌道的具體分裂方式。
- 八面體場 (Oh)： d 軌道分裂為能量較低的 t₂g 軌道（dxy, dyz, dzx）和能量較高的 eg 軌道（dz², dx²-y²）。分裂能記為 Δₒ 或 10Dq。
- 四面體場 (Td)：分裂方式與八面體場相反，e 軌道（dz², dx²-y²）能量低于 t₂ 軌道（dxy, dyz, dzx），分裂能 Δₜ 較小（Δₜ ≈ 4/9 Δₒ）。
- 平面正方形場 (D4h)：分裂最複雜，産生四個不同的能級。
關鍵參數：
- 分裂能 (Δ)：最重要參數，衡量配體場強度。受中心金屬離子（電荷、主量子數 n）、配體性質（光譜化學序列）和幾何構型影響。
- 成對能 (P)：将兩個電子強行配對在同一軌道所需克服的電子間排斥能。
- Δ 和 P 的相對大小決定了配合物是采取高自旋（弱場，P < Δ）還是低自旋（強場，P > Δ）排布，進而影響磁性和顔色。
應用與解釋：
- 配合物顔色： d-d 躍遷（電子在分裂後的 d 軌道間躍遷）吸收可見光，産生顔色。吸收光的能量對應于分裂能 Δ。
- 磁性：通過高自旋/低自旋狀态預測未成對電子數，解釋順磁性或抗磁性。
- 熱力學穩定性：晶體場穩定化能 (CFSE) 是配合物穩定性的重要貢獻因素之一。
- 配合物幾何構型： Jahn-Teller 效應（在對稱性高的構型中，如果基态是簡并的，配合物會發生畸變以消除簡并）可以解釋某些幾何畸變（如 Cu²⁺ 八面體配合物的拉長）。
- 反應活性：影響配位飽和度和配體取代反應速率。

應用價值

配體場理論是無機化學，特别是配位化學和生物無機化學的核心理論之一。它廣泛應用于解釋和預測：

過渡金屬配合物的電子吸收光譜（紫外-可見光譜）。
配合物的磁矩和順磁共振 (EPR) 譜。
過渡金屬離子的水合熱、晶格能等熱力學數據趨勢。
配合物的立體化學結構（如畸變）。
催化反應中金屬中心的電子狀态變化。
生物體系中金屬蛋白（如血紅蛋白、細胞色素）的功能機制。

權威參考來源

《無機化學》（作者：Gary L. Miessler, Donald A. Tarr）：經典教材，對配體場理論有清晰、系統的闡述，涵蓋基本原理和應用。
《Advanced Inorganic Chemistry》（作者：F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson）：權威高等無機化學參考書，深入讨論了配體場理論及其在描述配合物性質中的應用。
《配位化學》（作者：遊效曾）：中文經典教材，詳細介紹了配體場理論的發展、原理及其在配位化學各領域的應用。
《生物無機化學》（作者：郭子建，孫為銀）：闡述了配體場理論在理解生物體系中金屬離子配位環境、電子傳遞和催化機制中的關鍵作用。
John B. Goodenough 關于過渡金屬氧化物的研究：諾貝爾獎得主 Goodenough 在固體材料（如锂離子電池正極材料）研究中廣泛應用了配體場理論概念（如晶體場穩定化能、Jahn-Teller 效應）來解釋材料的電子結構和性質。其相關論文和綜述是理論應用的重要範例。

網絡擴展解釋

配體場論是研究過渡金屬配合物中配體對中心金屬離子電子結構影響的理論，主要用于解釋配合物的物理化學性質（如顔色、磁性等）。以下是其核心内容和相關解釋：

理論基礎與發展背景

起源于晶體場理論（純靜電場模型），後由Bethe在1929年提出改進，引入對稱性和群論分析，發展為更完善的配體場論。
配體場指配位原子産生的靜電場，對金屬離子d軌道産生微擾，導緻簡并的d軌道能級分裂。

關鍵機制：d軌道分裂

在八面體場中，5個簡并d軌道分裂為能量較低的$t_{2g}$軌道（3個）和較高的$e_g$軌道（2個），分裂能$Delta_o$取決于配體場強度。
分裂方式與配體場對稱性相關，例如四面體場分裂為$e$和$t_2$兩組軌道。

理論與應用關系

電子光譜：d-d電子躍遷吸收特定波長光，導緻配合物顯色（如[Co(NH₃)₆]³⁺的藍色）。
磁性：分裂能大小決定電子排布是高自旋（弱場）還是低自旋（強場），進而影響磁矩（例如Fe²⁺在強場中呈低自旋态）。

理論修正與局限性

早期假設配體為點電荷且金屬軌道100%保持原子特性，未考慮共價作用；後續引入配體場共價效應（如分子軌道理論）提升解釋力。
實際應用中需結合實驗數據（如光譜參數）修正理論模型。

通過量化配體場強度（配體場分裂能$Delta$）和對稱性，該理論為設計功能配合物（如催化劑、磁性材料）提供了重要理論依據。