2018-03-26
org.kosen.entty.User@2c1b9d58
김우영(easenyang)
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팔면체착물인 [co(h2o)6]2+와 사면체착물인 [co(scn)4]2-
의 결정장 갈라짐 크기가 팔면체착물>사면체착물 이라고 하는데 이유가 뭔지 궁금합니다.
- 착화합물
- 결정장이론
- 결정장갈라짐
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답변 1
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답변
이승환님의 답변
2018-03-29- 1
예로 드신 두 화합물은 서로 다른 리간드를 갖고 있기때문에 배위구조뿐 아니라 리간드의 전하밀도 두 가지 요인이 함께 작용합니다. 중앙전이금속은 Co2+로 같지만, H2O 와 CN-는 charge density가 다릅니다 (net charge말고 말 그대로 단위부피당 얼마나 전하를 띄고 있는가 (전하밀도) 에 대한 물리량입니다, 그러니까 리간드의 크기도 고려해야겠지요) 이를 Spectrochemical series라고 하는데 흔한 리간드들중에 I- < Br- < S2- < Cl- < H2O < OH- < NH3 < CN- < CO 의 순서입니다. 즉, CN- 가 H2O 보다 charge density가 더 크다는 것도 결정장 갈라짐이 달라지는 요인도 됩니다. 이 요인에 따르자면 [Co(CN4)]2-의 결정장 갈라짐이 더 커야 합니다.
반면 배위구조(팔면체착물 혹은 사면체착물)만의 영향을 보고자 한다면, 중앙전이금속과 그 전하, 나아가 리간드 종류까지 일단 같고 배위구조만 달라야겠지요. 하지만 실례가 매우 드물어 예를 들면서 설명하긴 힘들고 대신 전이금속이 리간드와 착화물을 이룰때 왜 결정장 갈라짐이 일어나는지 근본적인 이유를 생각해 추론해 볼 수 있습니다. 일단 전이금속이 혼자 있을 때는 d-orbital 다섯개의 에너지 준위가 같습니다. 그런데 리간드가 가까이 다가오면 그 전기장의 영향으로 d(x2-y2) 오비탈과 d(z2) 오비탈이 다른 세 오비탈 d(xy) d(yz) d(zx) 보다 더 에너지 준위가 높아지지요. 그래서 두 오비탈 그룹간의 에너지 준위 분리가 일어납니다. 그렇다면 리간드수가 많아질수록 리간드의 전기장 영향이 더 커진다고 얘기할 수 있겠지요. 팔면체착물에는 리간드가 6개, 사면체착물에는 리간드 4개니까 결국 배위구조도 리간드에 의한 전체적인 전기장의 크기의 문제로 환원될 수 있다고 봅니다.
결국 리간드의 전하밀도 차이와 리간드의 수 (배위구조) 차이가 서로 상충되게 작용하는데 만약 [Co(H2O)6]2+의 에너지 준위 갈라짐이 더 크다면 (그런가요?) 리간드의 수가 미치는 영향이 더 커서 그렇다고 할 수 있겠지요.