络合物分子轨道理论 (2).pptVIP

§3-2络合物的分子轨道理论络合物分子轨道理论第1页，共28页，星期日，2025年，2月5日第2页，共28页，星期日，2025年，2月5日一、?分子轨道以第一系列过渡金属离子和六个配位体形成的八面体络合物为例说明M-L之间的?键，金属离子M外层共有九个原子轨道可以形成分子轨道：t2gega1gt1u极大值方向夹在轴间，形成以面为对称的?分子轨道极大值方向沿x，y，z轴指向配位体，可形成以轴为称的ó分子轨道第3页，共28页，星期日，2025年，2月5日这六个原子轨道和六个配位体L的ó型轨道进行线性组合，形成ó键。为有效成键，这种组合必须是对称性匹配的，有四种情况,如图1-4。组合成的十二个分子轨道，一半是成键的，一半是反键的，具体能级如图5。第4页，共28页，星期日，2025年，2月5日图1图2ɑ1g=s+ó1+…+ó6中央S轨道6个配体的原子轨道(t1u)1=Px+ó1-ó2(t1u)2=Py+ó3-ó4(t1u)3=Pz+ó5-ó6第5页，共28页，星期日，2025年，2月5日图3图4(eg)1=+ó1+ó2-ó3-ó4(eg)2=+2ó5+2ó6-ó1-ó2-ó3-ó4第6页，共28页，星期日，2025年，2月5日△反键MO非键MO成键MO配位体群轨道分子轨道受配位场微扰的原子轨道原子轨道（球形场中）t2gegt1uɑ1gt2gegɑ1gt1uóspd金属络合物配位体由左图可见，成键分子轨道中电子主要具有配位体电子的性质，反键轨道中电子主要具有金属电子的性质。所以：eg*轨道主要是中央离子的轨道，而t2g非轨道本来就是中央离子的轨道。这两个轨道的能量差为：图5八面体络合物中ó分子轨道的形成及d轨道能级分裂的分子轨道能级图第7页，共28页，星期日，2025年，2月5日分子轨道理论不象晶体场理论那样只考虑静电作用。也得到了d轨道能级分裂，说明配位场效应是适应于过渡金属络合物的一般原理。其差别在于：在晶体场理论中：分子轨道理论中：遇到中性配体，例如N2、CO等与中性原子结合而成的络合物，晶体场理论完全失效，只有用分子轨道理论加以说明。第8页，共28页，星期日，2025年，2月5日在[FeF6]3-及[Co(NH3)6]3+中可认为6个成键分子轨道由六个配位体的12个电子所占用。因前者分裂能△0大于成对能P，后者△0小于成对能P。则可得结论：在[Co(NH3)6]3+中六个d电子刚好占用三个t2g（dxy，dyz，dxz）金属轨道，故[Co（NH3）6]3+是低自旋配合物，这与晶体场理论中强场作用相一致。而[FeF6]3-中Fe3+的五个d电子分别占用三个t2g及两个eg*轨道，形成高自旋配合物，这相当于弱晶体场作用的结果。总的排布情况如图6,7.例如第9页，共28页，星期日，2025年，2月5日ó△t2gegt1uɑ1gt2gegɑ1gt1u4p3dFe3+6F-4s图6第10页，共28页，星期日，2025年，2月5日ó△t2gegt1uɑ1gt2gegɑ1gt1u4p3dCo3+6NH34s图7第11页，共28页，星期日，2025年，2月5日二∏分子轨道金属离子的t2g（dxy，dxz，dyz）轨道虽不能与配体的ó轨道形成有效分子轨道，但若配体有∏型轨道时，还是可以重叠形成∏键的，配位体所提供的∏轨道可以是配位原子的p或d原子轨道，也可以是配位基团的∏*分子轨道，如图8所示。图8中心t2g轨道之一与配位体p，d，∏*轨道的键合作用第12页，共28页，星期日，2025年，2月5日中央离子的∏型d轨道(t2g轨道)与配体的∏型轨道形成∏键，中央离子的t2g轨道本来是非键的，当考虑它可以形成∏分子轨道以后，将使t2g的能级发生变化。又因为△=Eeg*-Et2g，因此△将发生变化。因此根据配体性质的不同，有两种不同类型的∏配键。（1）形成配体→金属的∏配键，致使△值减小，属弱配体。条件是：配体的∏轨道能级较低,且占满。图9（2）形成金属→配体的∏配键，致使△值增大，属强配体。条件是：配体的∏轨道能级较高,且空。图10第13页，共28页，星期日，2025年，2月5日△0eg*t2geg*△0金属离子的d轨道MO∏∏∏*图9配位体轨道:低,满因为∏分子轨道的形成，使△值减小，这类络合物都是高自旋的，如卤原子