
【化】 strong ligand field
better; by force; make an effort; powerful; strive; strong; stubborn
【化】 ligand field
強配位場是配位化學中的核心概念,指配體對中心金屬離子d軌道産生的顯著分裂效應。根據晶體場理論,當配體與金屬離子形成配合物時,其靜電場會使金屬的d軌道能級分裂為高能級(e_g軌道)和低能級(t₂g軌道),分裂能Δ值的大小直接決定配位場強度。
強配位場通常對應較大分裂能Δ,常見于CN⁻、CO等強場配體形成的配合物。在此條件下,電子傾向于以低自旋态排列,優先填充低能級軌道以降低體系能量,例如[Fe(CN)₆]³⁻即表現為低自旋構型。該理論對解釋配合物的磁性、顔色及穩定性具有關鍵作用,如八面體配合物的晶體場分裂能計算公式為: $$ Δ₀ = frac{10Dq}{1} $$ 其中Dq值與金屬離子電荷和配體性質相關。
在應用層面,強配位場理論可有效預測金屬酶活性中心的結構特征,例如血紅蛋白中的鐵卟啉配合物即通過配位場調控氧合能力。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其定義為"配體引起金屬d軌道顯著分裂的配位環境",相關術語收錄于《化學術語綱要》。
中文術語"強配位場"對應英文"strong ligand field",在權威詞典如《牛津化學詞典》中描述為"引起較大d軌道分裂能的配位環境"。該概念與John Hasbrouck Van Vleck提出的晶體場理論一脈相承,現已成為無機化學教學的标準内容,詳見《高等無機結構化學》等教材。
強配位場是配位化學中的重要概念,指配體對中心金屬離子的電子結構産生顯著影響的場環境。以下是詳細解釋:
基本定義
強配位場指配體與金屬離子之間的相互作用較強,導緻金屬d軌道能級分裂程度較大。這種現象與晶體場分裂能(Δ)直接相關,分裂能越大,配位場越強。
對配合物性質的影響
與弱配位場的對比
| 特征| 強配位場| 弱配位場|
|---------------|---------------------|---------------------|
| 分裂能Δ | 大| 小|
| 自旋狀态| 低自旋| 高自旋|
| 典型配體| CN⁻、CO、NO₂⁻ | I⁻、Br⁻、Cl⁻|
實際應用
該理論被用于解釋生物酶中的金屬活性中心(如血紅蛋白中的鐵),以及設計催化劑(如過渡金屬配合物催化有機反應)。
注:配位場理論由G.N. Lewis提出,後經其他科學家完善,成為現代化學鍵理論的重要組成部分。
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