🔬[Co(H₂O)₆]²⁺

Geksaakvakobalt(II) • Co²⁺ (d⁷ HS) • Paramagnit • Pushti rang

← Birikmalar
Metal
Co²⁺
d⁷ (HS)
Geometriya
Oₕ
Oktaedrik
Co 2p₃/₂ BE
781.0
eV
Spin
S=3/2
3 toq e⁻
μeff
~4.87
BM

📋 Asosiy ma'lumotlar

[Co(H₂O)₆]²⁺ (geksaakvakobalt(II) ioni) — suv eritmasida Co²⁺ ning asosiy shakli. Oltita H₂O ligand oktaedrik kompleks hosil qiladi. H₂O — kuchsiz maydon ligandi → Co²⁺ (d⁷) yuqori spin (HS)holatda qoladi: t₂g⁵ eg². 3 ta toq elektron → kuchli paramagnit (S = 3/2). XPS da kuchli shake-up satellitlar (~786-790 eV) bilan ajralib turadi — bu HS Co²⁺ ning eng muhim diagnostik belgisi. [Co(NH₃)₆]³⁺ (LS) dan keskin farq qiladi.

🧪 Kimyoviy xususiyatlar

  • Molekulyar massa:129.04 g/mol (ion)
  • Ligand:6 × H₂O
  • Koordinatsion son:6 (oktaedrik)
  • Oksidlanish darajasi:+2
  • Rang:Pushti
  • Barqarorlik:log β₆ ≈ 9.7
  • Kinetik:Labill

⚛️ Elektron struktura

  • Konfiguratsiya:d⁷ (t₂g⁵ eg²)
  • Spin holat:Yuqori spin (HS)
  • Umumiy spin:S = 3/2
  • Toq elektronlar:3 ta
  • μeff:~4.87 BM
  • Δo:~9,300 cm⁻¹
  • CFSE:-0.8 Δo

📊 XPS spektr simulyatori

Bog'lanish energiyasi (eV) →Intensivlik775780785790795800805810Co 2p₃/₂781 eVCo 2p₁/₂796 eVSatellite S1786.5 eVSatellite S2789.5 eV[Co(H₂O)₆]²⁺ (HS d⁷)

Co 2p₃/₂

781 eV

Co²⁺ (HS d⁷)

Co 2p₁/₂

796 eV

SO split (Δ=15.0 eV)

Satellite S1

786.5 eV

Shake-up (HS diagnostik)

Satellite S2

789.5 eV

Shake-up (qo'shimcha)

📡 HS Co²⁺ vs LS Co³⁺ — Satellite diagnostikasi

Kobalt komplekslarida shake-up satellite intensivligi spin holatining eng ishonchli ko'rsatkichidir. HS Co²⁺ (d⁷) da kuchli satellite (~786 eV) kuzatiladi — bu valent elektronning ligandga ko'chishi (LMCT) natijasida hosil bo'ladi. LS Co³⁺ (d⁶) da esa satellite deyarli yo'q, chunki t₂g orbitallar to'lgan va LMCT uchun bo'sh joy yo'q.

📡 [Co(H₂O)₆]²⁺ — HS d⁷

d⁷ HS — Bo'sh joy bort₂ge_g↑↓↑↑↑↑↑↑LMCT RUXSAT→ Kuchli satellite

• 3 ta toq elektron → paramagnit (S=3/2)

• Kuchli shake-up satellite 786.5 eV

• BE = 781.0 eV, keng pik (FWHM ≈ 2.2 eV)

✅ [Co(NH₃)₆]³⁺ — LS d⁶

d⁶ LS — To'lgan t₂gt₂ge_g↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓LMCT BLOKLANGAN→ Satellite YO'Q

• 0 ta toq elektron → diamagnit (S=0)

• Satellite deyarli yo'q

• BE = 779.8 eV, tor pik (FWHM ≈ 1.6 eV)

📊 Kristall maydon diagrammasi

Energiyaeg↑↑Δo9,300cm⁻¹t2g↑↓↑↑Co²⁺ (d⁷ HS)t₂g⁵ eg²S = 3/2 (3 toq e⁻)CFSE = -0.8 ΔoKinetik labill

Nima uchun yuqori spin?

H₂O — kuchsiz maydon ligandi. Δo (9,300 cm⁻¹) pairing energiyasi P dan kichik. Shuning uchun elektronlar eg orbitallarga ham joylashadi → HS holat. 3 ta toq elektron → kuchli paramagnit.

CFSE hisoblash

CFSE = (nt₂g × -0.4 + neg × 0.6) × Δo

= (5 × -0.4 + 2 × 0.6) × Δo

= (-2.0 + 1.2) × Δo = -0.8 Δo

≈ -7,440 cm⁻¹ — kuchsiz stabillashuv

Kinetik labillik

Kichik CFSE + HS d⁷ konfiguratsiya → ligand almashinishi tez. [Co(H₂O)₆]²⁺ suv eritmasida ligandlarni tez almashadi. Bu uni [Co(NH₃)₆]³⁺ (inert) dan keskin farqlaydi.

XPS bilan bog'liqlik

HS d⁷ → 3 ta toq elektron → kuchli shake-up satellite. Keng pik (FWHM ≈ 2.2 eV) → multiplet ajralish. Bu HS Co²⁺ ning XPS dagi asosiy belgisi.

⚛️ Elementlar tarkibi (Survey XPS)

Co

2p₃/₂

781 eV

6.3 at.%

Markaziy metal (Co²⁺)

O

1s

532.5 eV

37.5 at.%

Ligand H₂O

Cl

2p₃/₂

198.3 eV

12.5 at.%

Counterion Cl⁻

C

1s

285 eV

31.2 at.%

Sirt iflosligi

N

1s

400 eV

12.5 at.%

Atmosfera N₂

💡 Nazariy nisbat: [Co(H₂O)₆]Cl₂ da Co:O:Cl = 1:6:2. Survey XPS da bu nisbat tasdiqlanadi. O 1s BE (532.5 eV) H₂O ligandning koordinatsiyasini ko'rsatadi.

🔄 Kobalt holatlari — to'liq solishtirish

Xususiyat[Co(H₂O)₆]²⁺[Co(NH₃)₆]³⁺Co(OH)₂
Oksidlanish darajasi+2+3+2
d-elektronlard⁷d⁶d⁷
Spin holatHSLSHS
Konfiguratsiyat₂g⁵ e_g²t₂g⁶ e_g⁰t₂g⁵ e_g²
Umumiy spinS=3/2S=0S=3/2
2p₃/₂ BE (eV)781.0779.8780.5
SatellitKuchli (786.5)Juda kuchsizKuchli (786.0)
I(sat)/I(main)~0.50~0.08~0.40
FWHM (eV)~2.2~1.6~2.0
MagnitParamagnitDiamagnitParamagnit
KinetikLabillInertO'rtacha
RangPushtiSariq-to'q sariqKo'k-yashil

💡 Asosiy diagnostik belgilar: (1) Satellit intensivligi — HS da kuchli, LS da yo'q. (2) BE qiymati — Co²⁺ > Co³⁺ (taxminan). (3) Pik kengligi — HS kengroq. Uchala parametr birgalikda aniq identifikatsiya beradi.

🏭 Amaliy qo'llanilishi

🎨

Pigmentlar

Kobalt pushti pigmenti asosi. Keramik, shisha, bo'yoq sanoatida. CoCl₂·6H₂O namlik indikatori sifatida ham ishlatiladi (quruq=ko'k, nam=pushti).

🔋

Batareyalar

Litiy-kobalt oksid (LiCoO₂) batareyalar katodi. Co²⁺ tuzlari prekursor sifatida ishlatiladi. Zamonaviy Li-ion batareyalar asosi.

⚗️

Kataliz

Kobalt tuzlari oksidlanish katalizatorlari. Organik sintezda, polimerizatsiyada, suv parchalashda qo'llaniladi.

🧪

Analitik kimyo

Co²⁺ ni tiotsianat reaksiyasi orqali aniqlash (ko'k [Co(SCN)₄]²⁻). Spektrofotometrik va kolorimetrik usullar.

📜 Tarixiy kontekst

1735 — Georg Brandt kobaltni alohida element sifatida ajratdi. Birinchi marta mis va nikkeldan farqladi.

1893 — Werner [Co(H₂O)₆]²⁺ va [Co(NH₃)₆]³⁺ ni sintez qildi. Koordinatsion nazariyaning asosiy misollari.

1930-yillar — Pauling va Van Vleck kristall maydon nazariyasini rivojlantirdi. HS/LS tushunchasi kiritildi.

1950-yillar — Taube kinetik inertlik/labillik mexanizmini o'rgandi. HS Co²⁺ labill ekanligi tasdiqlandi.

1970-yillardan — XPS orqali HS Co²⁺ satelliti aniqlandi. Bu HS/LS diagnostikasining asosi bo'ldi.

Hozirgi kun — [Co(H₂O)₆]²⁺ XPS da HS Co²⁺ standarti. Batareya, kataliz, pigment sanoatida keng qo'llaniladi.

✅ Asosiy xulosalar

  1. [Co(H₂O)₆]²⁺ — klassik yuqori spinli Co²⁺ kompleksi
  2. Co²⁺ (d⁷) — t₂g⁵ e_g², S=3/2, 3 ta toq elektron
  3. Co 2p₃/₂ BE = 781.0 eV — HS Co²⁺ uchun xarakterli
  4. Kuchli shake-up satellite (786.5 eV) — HS ning asosiy diagnostik belgisi
  5. [Co(NH₃)₆]³⁺ (LS) dan farqi: kuchli satellite + yuqori BE + keng pik
  6. SO splitting: 15.0 eV (2p₃/₂ − 2p₁/₂)
  7. CFSE = -0.8 Δo — kuchsiz stabillashuv
  8. Kinetik labill — ligand almashinishi tez
  9. Batareya, kataliz, pigment, analitik kimyoda qo'llaniladi
  10. XPS da HS Co²⁺ standarti sifatida ishlatiladi
← [Co(NH₃)₆]³⁺Keyingi: Sisplatin →