
【化】 weak ligand field
feebleness; inferior; weak; young
【醫】 ambly-; thinness
【化】 ligand field
在配位化學中,"弱配位場"(Weak Ligand Field)指配體與中心金屬離子相互作用時,産生的晶體場分裂能(Δ₀)較小的配位環境。其核心特征和影響如下:
弱配位配體(如 I⁻、Br⁻)形成的配位場分裂能較低,導緻中心金屬離子的d電子優先占據高能級軌道而非配對。
$$ Delta_0 < P $$ 其中 (Delta_0) 為分裂能,(P) 為電子成對能。弱場中 (Delta_0) 較小,電子更傾向于分占不同軌道(高自旋态)。
按光譜化學序列排序(分裂能由小到大):
權威參考來源:
弱配位場是配位場理論中的核心概念,指配體對中心金屬離子d軌道産生的晶體場分裂能(Δ)較小的環境。以下從特性、電子排布、化學性質及應用三方面具體說明:
基本特性
弱配位場中,配體與中心金屬離子的相互作用較弱,導緻d軌道能級分裂程度較低(Δ值小)。這種環境常見于場強較弱的配體(如I⁻、Br⁻等),其電子雲分布對金屬離子的影響有限。
電子排布與自旋狀态
在弱配位場作用下,電子傾向于以高自旋方式填充分裂後的d軌道。這是因為較小的Δ值使得電子成對所需的能量(電子配對能)高于軌道分裂能,因此電子優先占據更高能級的軌道而非配對。例如,八面體場中,d⁴構型的金屬離子在弱場下表現為高自旋(t₂g³ eg¹)。
對配合物性質的影響
實際應用
弱配位場理論在生物酶活性中心(如血紅蛋白中的鐵)、工業催化(如烯烴聚合)及醫藥領域(順鉑類抗癌藥物設計)有重要指導意義,幫助科學家通過調控配體場強優化材料性能。
公式補充:晶體場分裂能Δ可表示為: $$ Δ = 10Dq = frac{5}{3} e langle r rangle / (4πε_0 R) $$ 其中R為金屬-配體距離,該式說明配體場強弱與距離和電荷分布密切相關。
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