题目
8.下列络合物哪些是高自旋的? ()-|||-A. ([ Co{(N{H)_(3))}_(6)] }^3+ B. ([ Co{(N{H)_(3))}_(6)] }^2+ C. ([ Co{(CN))_(6)] }^4- D. ([ Co{({H)_(2)O)}_(6)] }^3+

题目解答
答案

解析
本题考查络合物的自旋类型,解题思路是根据中心离子的价态、配体的性质以及晶体场理论来判断络合物合物是高自旋还是低自旋。具体步骤如下:
- 确定中心中心离子的价态和电子构型。
- 根据配体的强弱判断是强场配体还是弱场配体。
- 依据晶体场理论,强场配体使分裂能 $\Delta$ 较大,易形成低自旋络合物;弱场配体使分裂能 $\Delta$ 较小,易形成高自旋络合物。
选项A:${[ Co{(N{H}_{3})}_{}_{}_{}_{6}] }^{3+}$
- 中心离子 $Co^{3+}$ 的电子构型为 $3d^6$。
- 配体 $NH_3$ 是中等强度的配体,但对于 $Co^{3+}$ 来说,它会形成的络合物是低自旋的。因为 $Co^{3+}$ 的电荷较高,对配体的吸引力较强,使得分裂能 $\Delta$ 较大,电子优先成对填充在能量较低的 $t_{2g}$ 轨道上,形成低自旋络合物。
选项B:${[ Co{(N{H}_{3})}_{6}] }^{2+}$
- 中心离子 $Co^{2+}$ 的电子构型为 $3d^7$。
- 配体 $NH_3$ 是中等强度配体,对于 $Co^{2+}$ ,其分裂能 $\Delta$ 相对较小,电子倾向于尽可能多地占据不同的轨道,以保持最大的自旋多重度,所以形成高自旋络合物,其电子排布为 $t_{2g}^5e_g^2$。
选项C:${[ Co{(CN)}_{6}] }^{4-}$
- 中心离子 $Co^{2+}$ 的电子构型为 $3d^7$。
- 配体 $CN^-$ 是强场配体,它会使分裂能 $\Delta$ 变得很大,电子会优先成对填充在 $t_{2g}$ 轨道上,形成低自旋络合物,电子排布为 $t_{2g}^6e_g^1$。
选项D:${[ Co{({H}_{2}O)}_{6}] }^{3+}$
- 中心离子 $Co^{3+}$ 的电子构型为 $3d^6$。
- 配体 $H_2O$ 是弱场配体,其分裂能 $\Delta$ 较小,电子会尽可能占据不同的轨道,形成高自旋络合物,电子排布为 $t_{2g}^4e_g^2$。