Was ist spektrochemische reihe?

Die spektrochemische Reihe ist eine empirisch ermittelte Rangfolge von Liganden, die auf ihrer Fähigkeit basiert, die Aufspaltung der d-Orbitale in Übergangsmetallkomplexen zu beeinflussen. Diese Aufspaltung führt zur Absorption von Licht und bestimmt somit die Farbe des Komplexes.

Definition und Bedeutung

Die spektrochemische Reihe ordnet Liganden nach der Stärke ihres Ligandenfeldes. Liganden, die eine größere Aufspaltung der d-Orbitale bewirken, werden als "starke Feldliganden" bezeichnet, während solche, die eine geringere Aufspaltung verursachen, als "schwache Feldliganden" bezeichnet werden. Die Größe der Aufspaltung, oft durch den Parameter Δ₀ (Oktaederfeldaufspaltung) oder Δt (Tetraederfeldaufspaltung) repräsentiert, beeinflusst die optischen und magnetischen Eigenschaften des Komplexes. Weitere Informationen zu Liganden finden Sie hier: Ligand.

Allgemeine Reihenfolge

Eine typische, vereinfachte spektrochemische Reihe sieht wie folgt aus (von schwach nach stark):

I⁻ < Br⁻ < SCN⁻ < Cl⁻ < F⁻ < OH⁻ < H₂O < NH₃ < en < NO₂⁻ < CN⁻ < CO

Dabei steht "en" für Ethylendiamin.

Faktoren, die die Reihenfolge beeinflussen

Die Position eines Liganden in der spektrochemischen Reihe hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter:

• Ladung des Liganden: Anionische Liganden sind tendenziell schwächere Feldliganden als neutrale Liganden.
• Natur des Donatoratoms: Liganden, die über Atome mit hoher Elektronegativität binden, sind im Allgemeinen stärkere Feldliganden.
• Pi-Akzeptanzfähigkeit: Liganden, die in der Lage sind, Elektronen vom Metallzentrum zu akzeptieren (Pi-Akzeptor-Liganden wie CN⁻ und CO), sind typischerweise sehr starke Feldliganden. Mehr über Metallzentren erfahren Sie hier: Metallzentrum.

Anwendungen

Die spektrochemische Reihe wird verwendet, um die Farben und magnetischen Eigenschaften von Übergangsmetallkomplexen vorherzusagen und zu erklären. Sie ist auch nützlich, um die Stabilität von Komplexen und die Wahrscheinlichkeit von High-Spin- oder Low-Spin-Konfigurationen vorherzusagen. Die Konzepte von High-Spin und Low-Spin Konfigurationen sind hier erklärt: High-Spin%20und%20Low-Spin.