🏠›Ilmiy›Chuqurlashgan›Atom tuzilishi›d-orbital energiyasi

⚡ d-orbitallarning energiyasi

Degenerat holat • Kristall maydon ajralishi • KMBE • OTM darajasi

📋 Erkin ionda degenerat holat

Erkin metall ionida barcha 5 ta d-orbital bir xil energiyaga ega — degenerat holat. Ligandlar yaqinlashganda degeneratlik buziladi — orbitallar energetik ajraladi. Bu kristall maydon nazariyasining asosidir.

10 ta testKMBE kalkulyator3 geometriya

🎯 Maqsad: Kristall maydon ajralishi, KMBE hisobi, Δ₀ ga ta'sir etuvchi omillarni tushunish.

⏱️ Vaqt: ~3.5 soat

📚 Manba: Cotton — Advanced Inorganic Chemistry; Housecroft — Inorganic Chemistry

dxy = dxz = dyz = dz² = dx²−y² (E₀)

Erkin ionda 5 ta d-orbital — degenerat

⚡ Kristall maydonda energetik ajralish — interaktiv

Stabillashgan Destabillashgan Ajralish energiyasi (Δ)

💡

6 ta ligand. t₂g stabillashgan (−0.4Δ₀), e_g destabillashgan (+0.6Δ₀)

⚖️ Baritsentr qoidasi — energiya saqlanishi

Baritsentr qoidasi: Kristall maydonda orbitallar ajralganda, ularning energiya markazlari (baritsentr) o'zgarmaydi.

3·(−0.4Δ₀) + 2·(+0.6Δ₀) = 0

t₂g da 3 ta orbital (−0.4Δ₀) + e_g da 2 ta orbital (+0.6Δ₀) = −1.2 + 1.2 = 0

Erkin ionE₀Barcha 5 ta orbital degenerat

t₂g (3 ta)−0.4Δ₀Stabillashgan (ligandlardan uzoq)

e_g (2 ta)+0.6Δ₀Destabillashgan (ligandlarga yaqin)

Baritsentr0Energiya saqlanadi

💡

Baritsentr qoidasi tufayli KMBE = −0.4·n(t₂g) + 0.6·n(e_g) formula bilan hisoblanadi.

🔧 Δ₀ ga ta'sir etuvchi omillar

1. Oksidlanish darajasi

Oksidlanish darajasi oshgan sari Δ₀ ORTADI.

Sababi:

Yuqori zaryadli metall → ligandlarni kuchliroq tortadi → katta ajralish.

Kompleks	Faktor	Konfig.	Δ₀
[Co(H₂O)₆]²⁺	Co²⁺	d⁷	9 300 cm⁻¹
[Co(H₂O)₆]³⁺	Co³⁺	d⁶	18 200 cm⁻¹
[Fe(H₂O)₆]²⁺	Fe²⁺	d⁶	10 400 cm⁻¹
[Fe(H₂O)₆]³⁺	Fe³⁺	d⁵	14 300 cm⁻¹

📊 Spektrokimyoviy qator — Δ₀ va ligand turlari

— cm⁻¹

π-donor

I⁻

— cm⁻¹

π-donor

Br⁻

~13 000 cm⁻¹

π-donor

Cl⁻

~15 000 cm⁻¹

π-donor

F⁻

18 200 cm⁻¹

σ-donor

H₂O

~23 000 cm⁻¹

σ-donor

NH₃

~25 000 cm⁻¹

σ-donor

~33 000 cm⁻¹

π-akseptor

CN⁻

~35 000 cm⁻¹

π-akseptor

🔴 π-donor (kuchsiz)🔵 σ-donor (o'rta)🟣 π-akseptor (kuchli)

Spektrokimyoviy qator: I⁻ < Br⁻ < Cl⁻ < F⁻ < OH⁻ < H₂O < NH₃ < en < CN⁻ < CO

π-donor: elektron beradi → t₂g ni destabilizatsiya → kichik Δ₀ (kuchsiz maydon, HS)

π-akseptor: elektron oladi → t₂g ni stabilizatsiya → katta Δ₀ (kuchli maydon, LS)

σ-donor: faqat σ bog' → o'rtacha Δ₀

🧮 KMBE (CFSE) — real vaqtli kalkulyator

Geometriya:

d-elektronlar (dⁿ): 6

Δₒ 25,000 cm⁻¹

Kuchsiz 5 000Kuchli 40 000

📊 KMBE natijalari

KMBE (Δ birligida)

-2.40 Δ

-720.0 kJ/mol

-0.40Δ

-120.0 kJ/mol

Spin: 2

-2.40Δ

-720.0 kJ/mol

Spin: 0

t₂g6 e_g0

e_g

t₂g

📊 Uchala maydonni taqqoslash

Xususiyat	Oktaedrik (Oh)	Tetraedrik (Td)	Kvadrat (D4h)
Ajralish	Δ₀ = 10 Dq	Δ_t ≈ 4/9·Δ₀	Δ_sq > Δ₀
Stabillashgan	t₂g (3): −0.4Δ₀	e (2): −0.6Δ_t	dxz, dyz: eng past
Destabillashgan	e_g (2): +0.6Δ₀	t₂ (3): +0.4Δ_t	dx²−y²: eng yuqori
Yo'nalish	t₂g↓ e_g↑	t₂↑ e↓ (teskari!)	4 xil sath
Eng yuqori	dx²−y², dz²	dxy, dxz, dyz	dx²−y² (b₁g)
Eng past	dxy, dxz, dyz	dz², dx²−y²	dxz, dyz (e_g)
Spin	HS yoki LS	Har doim HS	LS (d⁸ uchun)
Misol	[Ti(H₂O)₆]³⁺	[CoCl₄]²⁻	[PtCl₄]²⁻

📝 Bilim tekshirish — 1/10

Oktaedrik maydonda nechta d-orbital t₂g guruhiga kiradi?

✅ Asosiy xulosalar

Erkin ionda 5 ta d-orbital degenerat
Oktaedrik: t₂g↓ (−0.4Δ₀) + e_g↑ (+0.6Δ₀) — eng keng tarqalgan
Tetraedrik: teskari ajralish, Δ_t ≈ 0.44·Δ₀
Kvadrat: eng katta ajralish, 4 daraja, d⁸ metallar
Baritsentr qoidasi: 3·(−0.4) + 2·(+0.6) = 0
Δ₀ ortadi: yuqori oksidlanish, 3d→4d→5d, kuchli ligandlar
KMBE = −0.4·n(t₂g) + 0.6·n(e_g)

← 3D model Elektron konfiguratsiyalar →

📚 Manbalar: Cotton & Wilkinson — Advanced Inorganic Chemistry | Housecroft — Inorganic Chemistry | Nasimov, Tashpulatov — Noorganik kimyo