
【化】 low-spin complex
hang down; low; lowness
【醫】 hyp-; hypo-
spin
【化】 spin
【醫】 spin
【化】 complex; complex compound
【醫】 complex
低自旋絡合物(Low-spin complex)指在配體場理論中,中心金屬離子的d電子傾向于成對排列,占據低能級軌道的配合物。其英文術語強調電子自旋狀态(spin state),與"高自旋絡合物"(high-spin complex)相對。此類絡合物通常形成于強場配體(如CN⁻、CO)環境中,因配體場分裂能(Δ₀)大于電子成對能(P),電子優先填充低能級的t₂g軌道而非高能級的e_g軌道,導緻未成對電子數減少。
配體場強度是決定因素。強場配體(如CN⁻、NO₂⁻、乙二胺)産生較大分裂能Δ₀,促使d電子成對(如[Fe(CN)₆]⁴⁻中Fe²⁺為低自旋)。
高價态金屬(如Co³⁺、Fe³⁺)或第四周期後金屬離子更易形成低自旋态,因Δ₀隨離子電荷增加而增大。
低自旋絡合物因未成對電子少,常表現為抗磁性或弱順磁性。磁矩(μ)可通過公式計算:
$$ mu = sqrt{n(n+2)}quad (text{單位為玻爾磁子,BM}) $$
其中n為未成對電子數(如[Co(NH₃)₆]³⁺的μ≈0 BM)。
紫外-可見光譜中,d-d躍遷能量較高(對應大Δ₀),吸收峰常位于短波長區域。
低自旋絡合物因晶體場穩定化能(CFSE)較高而具有顯著穩定性,適用于:
注:引用來源為經典教材及國際權威機構術語庫,未提供鍊接以确保信息可靠性。
低自旋絡合物是配位化學中的重要概念,其核心特征與中心離子的電子排布方式密切相關。以下從定義、形成機制、磁性特點及實際應用角度進行綜合闡述:
定義與結構特性
低自旋絡合物指在晶體場作用下,中心離子的d電子優先占據低能級軌道,導緻未成對電子數顯著減少的配位化合物。這類絡合物通常由強場配體(如CN⁻、CO)與金屬離子結合形成,其電子排布遵循能量最低原則,傾向于成對填充軌道而非占據高能級軌道。
晶體場理論解釋
在強場配體作用下,晶體場分裂能(Δ₀)較大,電子填入高能級軌道所需的能量高于電子成對時的排斥能。此時,中心離子的d電子會優先以成對形式占據低能級的t₂g軌道(如八面體場中),形成更穩定的低自旋狀态。例如Fe²⁺在[Fe(CN)₆]⁴⁻中表現為低自旋,未成對電子數從自由離子的4個減少為0。
磁性特征
通過磁矩公式 $mu = sqrt{n(n+2)}$(n為未成對電子數)可判斷自旋狀态。低自旋絡合物因未成對電子數少,磁矩顯著低于高自旋态。例如,Co³⁺的低自旋絡合物[Co(NH₃)₆]³⁺的磁矩接近0,而高自旋态的[CoF₆]³⁻磁矩約為5.9玻爾磁子。
分類與鍵合類型
根據價鍵理論,低自旋絡合物多屬于内軌型(共價型),中心離子使用(n-1)d、ns、np軌道雜化,電子重排導緻原有d電子對減少。這種強共價性使其在催化、電鍍等領域應用廣泛,例如鉑的低自旋絡合物常用于抗癌藥物設計。
參考資料說明:該解釋綜合了關于磁矩與電子結構的關聯、對價鍵理論的分類,以及對高/低自旋狀态的定義。更多實驗數據可查閱晶體場理論相關文獻。
敗壞翹搖素北美鬼臼苯脎本質亮度波蒙納鈎端螺旋體跛蛙檢驗參數分配産科椅成命串酵母屬電弧發生端吊楔斷路發訊分類定貨附颏的化工澱粉見異思遷精制矽藻土進位加饋劣犬流體介質内分配函數強壯氰亞銅酸鹽水準測量數據清單死鎖預防方法條件照舊未交定單