🔬K₃[Fe(CN)₆]

Kaliy geksatsianoferrat(III) • Fe³⁺ (d⁵ LS) • Qizil qon tuzi

← Birikmalar

Metal

Fe³⁺

d⁵ (LS)

Geometriya

Oₕ

Oktaedrik

Fe 2p₃/₂ BE

709.8

Magnit

S=1/2

Paramagnit

📋 Asosiy ma'lumotlar

K₃[Fe(CN)₆] (kaliy geksatsianoferrat(III)) — "qizil qon tuzi" deb ataladi. K₄[Fe(CN)₆] ning oksidlangan shakli. Bu kompleksda Fe³⁺ ion oltita CN⁻ ligand bilan koordinatsiyalangan. CN⁻ kuchli maydon ligandi bo'lib, Fe³⁺ (d⁵) ni past spin (LS) holatga o'tkazadi: t₂g⁵ e_g⁰. Bitta toq elektron borligi sababli kompleks paramagnit hisoblanadi (S = 1/2).

🧪 Kimyoviy xususiyatlar

Molekulyar massa:329.26 g/mol
Ligand:6 × CN⁻
Koordinatsion son:6
Oksidlanish darajasi:+3
Rang:Qizil
Sintez:K₄[Fe(CN)₆] oksidlanishi

⚛️ Elektron struktura

Konfiguratsiya:d⁵ (t₂g⁵ e_g⁰)
Spin holat:Past spin (LS)
Umumiy spin:S = 1/2
μ_eff:~1.73 BM
Δ_o:~35,000 cm⁻¹
CFSE:-2.0 Δ_o + 2P

📊 XPS spektr simulyatori

Satellite ko'rsatishK₄[Fe(CN)₆] bilan solishtirishSurvey spektr ko'rsatish

Fe 2p₃/₂

709.8 eV

Fe³⁺ (LS)

Fe 2p₁/₂

722.9 eV

SO split

⚛️ Elementlar tarkibi (Survey XPS)

2p₃/₂

709.8 eV

5.6 at.%

2p₃/₂

293 eV

16.7 at.%

398.3 eV

33.3 at.%

285.8 eV

33.3 at.%

532 eV

11.1 at.%

💡 Nazariy nisbat: K₃[Fe(CN)₆] da Fe:K:N:C = 1:3:6:6. O 1s signali namunadagi suv yoki sirt iflosliklaridan keladi.

📊 Kristall maydon diagrammasi

Nima uchun past spin?

CN⁻ ligandi spektrokimyoviy qatorda eng kuchli maydonhosil qiladi. Δ_o (35,000 cm⁻¹) pairing energiyasi P dan katta bo'lgani uchun, 5 elektron t₂g orbitallarga joylashadi. Bitta toq elektron qoladi (S = 1/2).

CFSE hisoblash

CFSE = (n_t₂g × -0.4 + n_{e_g} × 0.6) × Δ_o + pairing

= (5 × -0.4 + 0 × 0.6) × Δ_o + 2P

= -2.0 Δ_o + 2P

≈ -70,000 cm⁻¹ + 2P (barqaror)

Paramagnitlik

Bitta toq elektron borligi sababli μ_eff ≈ 1.73 BM(spin-only formula: μ = √(n(n+2)) = √3 ≈ 1.73). Bu EPR orqali ham tasdiqlanadi.

🔄 K₃[Fe(CN)₆] vs K₄[Fe(CN)₆] — XPS solishtirish

Xususiyat	K₃[Fe(CN)₆]	K₄[Fe(CN)₆]	Farq
Oksidlanish darajasi	Fe³⁺	Fe²⁺	+1
d-elektronlar	d⁵ (LS)	d⁶ (LS)	-1
Konfiguratsiya	t₂g⁵	t₂g⁶	—
Spin	S=1/2 (paramagnit)	S=0 (diamagnit)	—
Fe 2p₃/₂ BE	709.8 eV	708.2 eV	+1.6 eV
Satellit	Juda kuchsiz	Kuchsiz	—
Rang	Qizil	Sariq	—
CFSE	-2.0Δ_o + 2P	-2.4Δ_o + 2P	+0.4Δ_o

💡 Kimyoviy siljish: Fe³⁺ da bir elektron kam → yadro zaryadi kuchliroq seziladi → bog'lanish energiyasi 1.6 eV ga oshadi. Bu +1.6 eV farq XPS orqali Fe²⁺/Fe³⁺ ni aniq farqlash imkonini beradi.

⚡ Redoks juftlik: [Fe(CN)₆]³⁻ / [Fe(CN)₆]⁴⁻

Standart elektrod potensiali:

E° = +0.36 V

(vs SHE, 25°C)

[Fe(CN)₆]³⁻

Oksidlangan shakl

Fe³⁺ (d⁵ LS)

+ e⁻ ⇄

[Fe(CN)₆]⁴⁻

Qaytarilgan shakl

Fe²⁺ (d⁶ LS)

💡 XPS da: Bu juftlikning har ikkala shaklini bir namunada kuzatish mumkin — aralash valentli holatlar uchun. [Fe(CN)₆]³⁻ va [Fe(CN)₆]⁴⁻ piklari 1.6 eV ga farq qiladi — bu XPS ning yuqori rezolyutsiyasini ko'rsatadi.

🏭 Amaliy qo'llanilishi

🔋

Elektrokimyo

Standart redoks juftlik — elektrokimyoviy sensorlar va biosensorlar uchun. Glukoza, H₂O₂, askorbin kislotasi aniqlash.

🧪

Oksidlovchi agent

Organik sintezda yumshoq oksidlovchi sifatida. Fenollarni xiononlarga oksidlash.

🎨

Pigmentlar

Turnbull blue sintezi — Fe²⁺ bilan reaksiyaga kirishib, Prussian blue ga o'xshash pigment hosil qiladi.

⚗️

Fotografiya

Fotografik emulsiyalarda sensitizer sifatida. Kuchaytiruvchi eritmalarda ishlatiladi.

📜 Tarixiy kontekst

1822 — Leopold Gmelin (Germaniya) birinchi bo'lib K₃[Fe(CN)₆] ni K₄[Fe(CN)₆] ni oksidlash orqali sintez qildi.

"Qizil qon tuzi" nomi — kristallarining qizil rangi va K₄[Fe(CN)₆] (sariq qon tuzi) bilan bog'liqligidan kelib chiqqan.

19-asr — tekstil sanoatida bo'yoq va metall sirtlarini ishlov berish uchun keng qo'llanilgan.

XPS tadqiqotlari: 1970-yillardan beri K₃[Fe(CN)₆] Fe³⁺ XPS standarti sifatida keng qo'llaniladi. K₄[Fe(CN)₆] bilan birgalikda Fe²⁺/Fe³⁺ kimyoviy siljish standartlarini tashkil qiladi.

✅ Asosiy xulosalar

K₃[Fe(CN)₆] — klassik past spinli Fe³⁺ kompleksi
Fe³⁺ (d⁵) — t₂g⁵ e_g⁰ konfiguratsiya, S=1/2, paramagnit
Fe 2p₃/₂ BE = 709.8 eV — LS Fe³⁺ uchun xarakterli
SO splitting: 13.1 eV (2p₃/₂ − 2p₁/₂)
Satellit struktura juda kuchsiz (LS sababli)
K₄[Fe(CN)₆] bilan BE farqi +1.6 eV — oksidlanish darajasi ta'siri
Kuchli maydon (CN⁻) → katta Δ_o (35,000 cm⁻¹)
CFSE = -2.0 Δ_o + 2P — barqaror
Elektrokimyo, organik sintez, fotografiya da qo'llaniladi
XPS da Fe³⁺ standarti sifatida ishlatiladi

← K₄[Fe(CN)₆]Keyingi: [Fe(H₂O)₆]²⁺ →