题目
9-23 下面是对配合物高低自旋预言的几条规律,请填空。-|||-(1)在 __ (强、弱)场时,由于分裂能△较小,所以配合物通常取 __-|||-__ 自旋构型;反之,在 __ (强、弱)场时,由于△较大,配合物通常取-|||-__ 自旋构型。-|||-(2)对于四面体配合物,由于 (Delta )_(1)= __ △。这样小的△,值通常不能超-|||-过成对能P,所以四面体配合物通常都是 __ 自旋的。-|||-(3)第二、三过渡系因△较 __ ,故它们几乎都是 __ 自-|||-旋的。-|||-(4)由于 ((d)^5)gt P((d)^4)gt P((d)^7)gt P((d)^6) ,故d^6离子常为 __-|||-自旋的,而d^5离子常为 __ 自旋的。

题目解答
答案

解析
本题主要考查配合物高低自旋的相关知识,解题关键在于理解分裂能 $\Delta$、成对能 $P$ 以及它们与配合物自旋构型之间的关系。
(1)
在配合物中,分裂能 $\Delta$ 是指中心离子的 $d$ 轨道在配体场作用下发生分裂,不同分裂轨道之间的能量差。成对能 $P$ 是指将两个电子挤入同一轨道所需要的能量。
- 当处于弱场时,配体对中心离子 $d$ 轨道的分裂作用较小,即分裂能 $\Delta$ 较小。此时,电子更倾向于占据不同的 $d$ 轨道,以保持较多的自旋平行电子,从而使体系能量降低,所以配合物通常取高自旋构型。
- 反之,在强场时,配体对中心离子 $d$ 轨道的分裂作用较大,分裂能 $\Delta$ 较大。当 $\Delta > P$ 时,电子会优先成对占据能量较低的 $d$ 轨道,以降低体系能量,配合物通常取低自旋构型。
(2)
对于四面体配合物,其分裂能 $\Delta_{t}$ 与八面体配合物的分裂能 $\Delta_{o}$ 存在一定的关系,即 $\Delta_{t}=\frac{4}{9}\Delta_{o}$。由于 $\frac{4}{9}\Delta_{o}$ 这个值通常较小,一般不能超过成对能 $P$,也就是 $\Delta_{t}
(3)
第二、三过渡系元素的 $d$ 轨道离核更远,受配体场的影响更大,导致分裂能 $\Delta$ 较大。当 $\Delta$ 较大时,$\Delta > P$ 的情况更为常见,电子会优先成对占据能量较低的 $d$ 轨道,所以它们几乎都是低自旋的。
(4)
已知成对能的大小关系为 $P(d^{5})>P(d^{4})>P(d^{7})>P(d^{6})$。
- 对于 $d^{6}$ 离子,由于其成对能 $P$ 相对较小,在配体场作用下,更容易满足 $\Delta > P$ 的条件,电子会优先成对占据能量较低的 $d$ 轨道,所以 $d^{6}$ 离子常为低自旋的。
- 对于 $d^{5}$ 离子,其成对能 $P$ 相对较大,在配体场作用下,$\Delta < P$ 的情况更为常见,电子更倾向于占据不同的 $d$ 轨道,以保持自旋平行,所以 $d^{5}$ 离子常为高自旋的。