🔷 KCh = 5−6: O'rta koordinator sonlar
Trigonal bipiramida • Kvadrat piramida • Oktaedrik — eng ko'p uchraydigan geometriyalar
📐 KCh = 5 — Ikki xil geometriya
KCh = 5 — oraliq koordinator son. Ikkita asosiy geometriya mavjud: trigonal bipiramida (TBP, D₃h) va kvadrat piramida (C₄v). Ikkala geometriya energiyasi juda yaqin (farq ~1−5 kJ/mol) — Berry psevdorotatsiyasi orqali o'zaro o'tadi. Bu KCh asosan Fe⁰, Cu²⁺, VO²⁺, Mn²⁺ komplekslarida uchraydi.
Trigonal bipiramida (TBP) — D₃h simmetriya
- • 3 ta ekvatorial ligand — 120° burchak ostida, bir tekislikda
- • 2 ta aksial ligand — tekislikka perpendikulyar, 180° burchak ostida
- • Gibridlanish: sp³d (dsp³)
- • Aksial bog'lar odatda ekvatorialdan uzunroq (sterik to'siq)
- • Ekvatorial pozitsiya — kuchli π-akseptor ligandlar uchun afzal (CO, CN⁻)
TBP kompleks misollar:
| Kompleks | Metall | Aks/ekv farqi |
|---|---|---|
| [Fe(CO)₅] | Fe⁰ (d⁸) | Fe−C(aks): 1.828 > Fe−C(ekv): 1.812 Å |
| [CuCl₅]³⁻ | Cu²⁺ (d⁹) | Yahn-Teller: aksial uzun |
| [CdCl₅]³⁻ | Cd²⁺ (d¹⁰) | ~teng (d¹⁰ — KMN=0) |
Kvadrat piramida — C₄v simmetriya
- • 4 ta bazal ligand — kvadrat asosda, 90° burchak ostida
- • 1 ta apikal ligand — cho'qqida, bazal tekislikka perpendikulyar
- • Apikal bog' odatda bazaldan qisqaroq (kuchliroq bog')
- • Metall bazal tekislikdan biroz yuqorida (apikal ligand tomon)
Kvadrat piramida misollar:
[VO(acac)₂] — V=O apikal, 4 ta O bazal
[Cu(NH₃)₅]²⁺ — Yahn-Teller, apikal NH₃ uzoqroq
[Ni(CN)₅]³⁻ — oraliq holat
TBP ↔ Kvadrat piramida o'tish — Berry psevdorotatsiyasi
Ikkala geometriya orasidagi energetik to'siq juda past (~5 kJ/mol). Xona haroratida ular NMR vaqt shkalasida bir-biriga o'tadi. Qattiq fazada kristall maydon geometriyadan birini "muzlatib" qo'yadi. Batafsil: Berry psevdorotatsiyasi sahifasi
💎 KCh = 6 — Oktaedrik geometriya (Oh) — ENG KO'P UCHRAYDIGANI
Oktaedrik (Oh) — koordinatsion kimyoda eng muhim va eng ko'p uchraydigan geometriya. 3d metallarning deyarli barcha komplekslari oktaedrik yoki buzilgan oktaedrik geometriyaga ega. 6 ta ligand 90° burchak ostida joylashgan. d²sp³ (ichki orbital) yoki sp³d² (tashqi orbital) gibridlanish.
Ichki orbital (d²sp³) — past spinli
- • Gibridlanish: (n−1)d² ns⁰ np³
- • Elektronlar: juftlashgan (past spinli)
- • Misol: [Co(NH₃)₆]³⁺ — Co³⁺ d⁶ LS, diamagnit
- • Misol: [Fe(CN)₆]⁴⁻ — Fe²⁺ d⁶ LS, diamagnit
- • Misol: [Cr(H₂O)₆]³⁺ — Cr³⁺ d³ (har doim LS)
Tashqi orbital (sp³d²) — yuqori spinli
- • Gibridlanish: ns⁰ np³ nd²
- • Elektronlar: juftlashmagan (yuqori spinli)
- • Misol: [Fe(H₂O)₆]²⁺ — Fe²⁺ d⁶ HS, paramagnit
- • Misol: [CoF₆]³⁻ — Co³⁺ d⁶ HS, paramagnit
- • Misol: [Fe(H₂O)₆]³⁺ — Fe³⁺ d⁵ HS, paramagnit
Oktaedrik buzilish turlari
Tetragonal cho'zilish
z o'qi bo'yicha 2 ta bog' uzun, 4 ta bog' qisqa. d⁹ (Cu²⁺), d⁴ (Cr²⁺, Mn³⁺) — Yahn-Teller faol
[Cu(H₂O)₆]²⁺: Cu−O(ekv)=1.97, Cu−O(aks)=2.28 Å
Tetragonal siqilish
z o'qi bo'yicha 2 ta bog' qisqa, 4 ta bog' uzun. Kam uchraydi — d⁸ LS (Ni²⁺ kvadrat planar chegarasi)
[Ni(CN)₆]⁴⁻: Ni−C(aks)=1.87, Ni−C(ekv)=1.95 Å
Rombik buzilish
Barcha 3 o'q bo'yicha turli uzunlikdagi bog'lar. Kristall maydon effekti yoki turli ligandlar ta'sirida
[Cu(acac)₂]: Cu−O 1.91−1.95 Å
Klassik oktaedrik komplekslar
| Kompleks | Metall | dⁿ | Spin | μ (BM) | Rang | Buzilish |
|---|---|---|---|---|---|---|
| [Cr(H₂O)₆]³⁺ | Cr³⁺ | d³ | 4 (LS) | 3.87 | Yashil-binafsha | Yo'q (ideal Oh) |
| [Co(NH₃)₆]³⁺ | Co³⁺ | d⁶ | 0 (LS) | 0 | Sariq-to'q sariq | Yo'q |
| [Fe(CN)₆]⁴⁻ | Fe²⁺ | d⁶ | 0 (LS) | 0 | Sariq | Yo'q |
| [Fe(H₂O)₆]²⁺ | Fe²⁺ | d⁶ | 4 (HS) | 5.1−5.5 | Yashil | Kuchsiz |
| [Cu(H₂O)₆]²⁺ | Cu²⁺ | d⁹ | 1 | 1.9−2.0 | Ko'k | Kuchli (Yahn-Teller) |
| [Fe(CN)₆]³⁻ | Fe³⁺ | d⁵ | 1 (LS) | 2.0−2.3 | Qizil | Yo'q |
| [CoF₆]³⁻ | Co³⁺ | d⁶ | 4 (HS) | 5.0−5.4 | Ko'k | Yo'q |
🔮 Oktaedrik KMN — d-orbital bo'linishi
Oktaedrik maydonda 5 ta d-orbital ikki guruhga ajraladi: t₂g (dxy, dxz, dyz) — past energiyali, eg (dz², dx²−y²) — yuqori energiyali. Ajralish energiyasi Δo (yoki 10Dq). Kuchli maydon ligandlari (CN⁻, CO) katta Δo beradi → past spinli komplekslar. Kuchsiz maydon ligandlari (Cl⁻, H₂O, F⁻) kichik Δo → yuqori spinli komplekslar.
Katta Δo — Past spinli (LS)
- • d⁴: t₂g⁴ eg⁰ (S=1) — [Cr(CN)₆]⁴⁻
- • d⁵: t₂g⁵ eg⁰ (S=1/2) — [Fe(CN)₆]³⁻
- • d⁶: t₂g⁶ eg⁰ (S=0) — [Co(NH₃)₆]³⁺, [Fe(CN)₆]⁴⁻
- • d⁷: t₂g⁶ eg¹ (S=1/2) — [Co(CN)₆]⁴⁻
Kichik Δo — Yuqori spinli (HS)
- • d⁴: t₂g³ eg¹ (S=2) — [Cr(H₂O)₆]²⁺
- • d⁵: t₂g³ eg² (S=5/2) — [Fe(H₂O)₆]³⁺
- • d⁶: t₂g⁴ eg² (S=2) — [Fe(H₂O)₆]²⁺
- • d⁷: t₂g⁵ eg² (S=3/2) — [Co(H₂O)₆]²⁺
✅ Asosiy xulosalar
- KCh=5 — TBP va kvadrat piramida o'rtasidagi farq ~1−5 kJ/mol
- KCh=6 — eng ko'p uchraydigan geometriya, 3d metallar uchun asosiy
- Oktaedrik KMN — Δo ligand maydon kuchiga bog'liq (spektrokimyoviy qator)
- Yahn-Teller effekti — d⁴ va d⁹ konfiguratsiyalarda oktaedr buziladi
- Ichki orbital (d²sp³) = kuchli maydon, past spinli; Tashqi orbital (sp³d²) = kuchsiz maydon, yuqori spinli