Transkripti indirmek için - PDF
L28- KRİSTAL ALAN TEORİSİ
Evet. Geçen ders geçiş metallerinden
bahsettik. Bilmeniz gereken isimlendirmelere ve d orbitallerine
geçiş yaptık. Eğer geçiş metallerinden bahsediyorsak d orbitallerinden
bahsediyoruz demektir. d orbitallerinin
bir özetini yapalım. Belki bazılarınız biliyor. Burada d orbitalleri
hakkında bilmeniz gerekenler var. d orbitallerinin isimlerini bilmelisiniz, şekillerini
çizebilmelisiniz. Çıtamız çok yüksek değil. Elinizdeki notlarda şekiller var,
çok güzel şekiller çizmenize gerek yok. Şekilleri çizebilmelisiniz. Farklı d orbital şekilleri gördüğünüz zaman onun hangisi olduğunu
tanıyabilmelisiniz ve isimlendirebilmelisiniz. d orbitallerinin şekillerinin nasıl olduğunu tekrar edelim.
Bu sınıf için bir referans koordinat sistemi seçelim. z ekseni yukarı ve aşağı , y ekseni paralel, x ekseni de sayfa düzleminin içine
ve dışına doğru. Koordinat sistemini biz hep bu şekilde kullanacağız fakat bu
genelde soruda size verilir. Eğer verilmezse koordinat sistemini anlattığımız
şekilde seçin. İnceleyeceğimiz ilk d orbitali dz2 .
Büyüklüğünün en fazla olduğu yer z ekseni üzerindedir, xy
düzlemi üzerinde de halka şeklindedir. dx2-y2 nin büyüklüğünün en fazla olduğu yer x ve y
eksenlerinin üzerindedir. Bu özel orbital direk x ve y eksenleri üzerindedir. Sıradaki d orbitalleri grubunun büyüklüklerinin en
fazla olduğu yer direk eksenler üzerinde değildir. Bahsettiğimiz eksenlerle
çakışmazlar. Eksenlerle 45 derecelik açı yaparlar. Burada dyz görülüyor. Burada da dxz var, x ve z eksenleriyle 45 derecelik
açı yapmış. Burada da dxy ,x ve y eksenleriyle 45 derecelik açı yapmış. Bunların hepsini
aynı eksen düzeninde gördük. Bu kısım biraz zor.
Bu şekillerde biraz daha iyi
görebilirsiniz. Şimdi bunları inceleyelim. Bu nedir? dz2
. Peki büyüklüklerin
en fazla x ve y eksenleri üzerinde olduğu bu şekil neyi temsil ediyor. dx2-y2
. Bu şekillerin farklı versiyonlarını da
görebilirsiniz. Bu, onları tanımanız için sadece bir pratik. Peki burada da
eksenlerle 45 derece açı yapmış, bu nedir? Evet dxy . Peki bu
nedir? dyz . Sonuncusu? dxz . Yukarı aşağı yönde.
Biraz daha pratik yapalım. Üç boyutlu düşüneceksiniz. Kağıtta
ve sunuda üç boyutlu düşünemeyebilirsiniz. Burada bir video var. Çok net görebilirsiniz. Buradaki dz2 orbitalinin
büyüklüğü en fazla z ekseni üzerindedir ve xy düzlemi üzerinde de halka şeklindedir. Buradaki
de dx2-y2 orbitali.
Maksimum büyüklükler eksenler üzerinde bu , onu dxy den
ayırmanızı sağlar. Eksenler üzerinde ise dx2-y2.
Sıradaki ise dxy .Bu, eksenler üzerinde değildir. Bu orbitaller eksenlerle 45 derecelik açı yapmış. Orbitaller eksenlerin arasında. Buradaki ise dxz orbitali.
Eksenlerle 45 derecelik açı yapmışlar. Sonuncusu dyz . eksenlerle 45 derecelik açı yapmış. y ve z eksenleri
arasında. Umarım bu videolar d orbitallerinin şekillerini aklınızda tutmanıza yardımcı
olur.
Bunlar d orbitalleri.
Her derste d orbitallerinden bahsedeceğiz. d orbitallerinin şekillerini
öğrenmeniz lazım. Bugünün konusu kristal alan teorisi. Burada
duyacağınız ve kitapta bahsedilen iki teori var. Kristal alan teorisi ve ligand alan teorisi. Kimyadaki çoğu şey gibi teoriler
deneysel bilgileri açıklamak için geliştirilirler. Koordinasyon bileşiklerinin
bazı özellikleri vardır. Ortada geçiş metali, etrafında da ligandlar
vardır. Bunlar koordinasyon bileşikleridir ve bazı özellikleri vardır. Bu
özellikleri akli temelde açıklamak için iki teori geliştirilmiştir. Bu teorilerin
arkasındaki temel düşünce; belirli yükseltgenme basamağına sahip bir metal iyonunu
koordinasyon bileşiğinin ortasına koyarsanız ve bu metal iyonun etrafında da ligandlar varken, d orbitallerinin
enerjisi o ligandların
durumuna göre değişir. Bu tamamen d orbitalleri ile
ilgili. Metali çevreleyen ligandlar d orbitallerini etkilerler. d orbitallerinin
nasıl etkilendiğini açıklayan bu iki teoriden, kristal alan teorisi iyonik
açıklama temellidir. Bu modelde ligandlar noktasal
negatif yükler olarak kabul edilir. Oldukça basit bir modeldir. Fakat ligand alan teorisi koordinasyonu, kovalent ve iyonik
açılardan ele alır. Bu, daha güçlü ve kullanışlı bir teoridir. Ve daha
karmaşıktır. O yüzden bu derste işlemiyoruz. Eğer devam ederseniz ve inorganik
kimyayı alırsanız, kitapta da bölüm 5.03, bunu daha ayrıntılı incelersiniz. Çok basit
olsa da bu derste kristal alan teorisini işleyeceğiz. Oldukça donanımlı bir
modeldir. Bu basitleştirilmiş modeli kullanarak koordinasyon bileşiklerinin
bazı özelliklerini açıklayabilirsiniz. Evet kristal
alan teorisi gerçekten çok basit. Bu teori, metal ile ligandlar
arasındaki etkileşimi iyonik kabul ederek açıklar. Ligandları
noktasal negatif yükler olarak kabul eder. Temel prensip; ligandlar noktasal negatif yüklerdir. Ligandlar
d orbitallerine yaklaşırlarsa, aralarında itme kuvveti
oluşur. Burada bir çizim var. Metal M olarak kısaltılmış, metalin yükseltgenme
basamağı ise +n .Metalin etrafında ligandlar
var. Buradaki geometri nedir? Oktahedral geometri. z
ekseni boyunca yukarda ve aşağıda , y ekseni boyunca ve x ekseninde
sayfa düzleminin içine ve dışına doğru ligandlarımız
var. Burada aynı molekülün başka bir resmi var. Metal ortada
. NH3 ligandlarımız noktasal
negatif yükler . Dört tane ekvatoryal,
bir tane yukarıda bir tane de aşağıda ligandlar var.
Bu, oktahedral geometridir .
Bu ligandlardan her birini noktasal negatif yükler
olarak kabul edebilirsiniz. Eğer noktasal negatif yükler d orbitallerine
yaklaşıyorsa aralarındaki itme kuvveti artar uzaklaşıyorsa azalır. Kristal alan
teorisinin temel prensibi budur. Burada başka bir resim var. Tüm d orbitallerinin şekli ve ligandların
konumu hakkında bilgi sahibi olabilirsiniz. Bugün oktahedral
geometri ile ilgili konuşacağız. Daha sonra da tetrahedral
geometriden bahsedeceğiz. Burada bir oktahedral geometri
var. d orbitallerinizi
çevreleyen noktasal negatif yüklerin yerini düşünün. Eğer d orbitalleri,
ligandlar gibi eksenler üzerinde ise aralarıdaki itme kuvveti daha fazla olacak. Burada görebilirsiniz. Burada itme kuvveti çok büyük
. Çünkü d orbitalleri ve ligandlar
eksenler üzerinde. Eğer ligandlar eksenler üzerinde
ve d orbitalleri eksenler üzerinde değilse itme kuvveti
daha düşük olur. Temel prensip budur.
Şimdi her orbitali daha detaylı inceleyelim. Ve d orbitaline
yönelen ligandın itme kuvvetini nasıl etkileyeceğini düşünelim. Ligandlar noktasal negatif yükler ve burada dz2
ve dx2- y2 orbitallerine
yaklaşmışlar. Ligandlar ile d orbitalleri
arasında büyük bir itme kuvveti oluşur. Eğer z ekseni üzerinde ligand varsa bu yakın bir etkileşim demektir. Burada ise x ve y eksenleri
üzerinde ligandlar
var. Ve ligandlar d orbitallerine yönelmişler. Burada büyük bir itme
kuvveti oluşur. Bu konuya tekrar döneceğiz. Şu şekilde düşünebilirsiniz. Oktahedral geometrimiz var ve ligandların
pozisyonları belli. Kuramsal olarak şöyle düşünebilirsiniz. Ortada metalimiz
var ve her yönden ligandlarla çevrilmiş.Yani ligandlar
her yerde. Ligandın metalin etrafında her yerde olduğu durumda bütün d orbitalleriniz aynı enerjiye sahiptir. Ancak ligandları izole edip belirli pozisyonlara yerleştirirseniz
d orbitallerinin farklı şekillerinin nasıl
etkilendiğini düşünebilirsiniz. Buna tekrar döneceğiz. Buradaki durum ligandlar ya da d orbitalleri
eksenler üzerinde ise bu, büyük itme kuvveti demektir. dz2
ve dx2- y2 orbitalleri
ligandlardan daha çok etkilenir. Ancak etkilenme
eşittir. Yani aynı miktar enerjiyle etkilenirler. Burada bir itme var. Aynı miktar enerjiyle etkilenirler. Orbitallerin aynı enerjide olması ne demektir? dz2
ve dx2- y2 orbitalleri
eş enerjilidir. dz2 ve dx2- y2
orbitalleri diğer üç orbitalden
daha yüksek enerjili olmuştur. Şimdi bunun neden doğru olduğunu düşünelim. Burada
başka bir grup orbital var. Burada; ligandlar eksenler
üzerinde iken orbitallerin büyüklüklerinin en fazla
olduğu yerler eksenlerle 45 derecelik açı yapmış. Ligandlar;
dxy , dxz , ve dyz orbitalleri ile aynı yönde değillerdir. Bunlar kuramsal örneğe
göre daha düşük enerjilidir. Küresel simetrik alanda ligandlar
metal atomuna her yönden yaklaştığı için d orbitalleri
eş enerjilidir. Ancak oktahedral geometride; dxy ,
dxz , ve dyz orbitalleri, dz2
ve dx2- y2
ye göre daha düşük enerjilidir. Bu üç orbital de eş
enerjilidir yani dxy , dxz , ve dyz
dejeneredir. Şimdi bir özet yapalım. 2
tane dz2 ve dx2- y2
orbitali var. Bunlarla ligandlar
arasında büyük itme kuvveti oluşur. Yani ligandlar
ile d orbitalleri aynı eksen üzerindedir. Bu orbitallerin enerjileri dxy , dxz , ve dyz ‘e göre
daha yüksektir. dxy , dxz , ve dyz ‘ ye gelince, bunlar ile ligandlar
arasındaki itme kuvveti daha küçüktür. Çünkü bu orbitaller
ligandlar ile aynı eksenler üzerinde değidir. Bu 3 orbitalin enerjisi
daha düşüktür. Kristal alan teorisinin oktehedral
geometri için temel prensibi budur. Başka bir yoldan da bakabiliriz. Resimler
size yardımcı olacak. Burada ligandlar orbitallerle aynı eksen üzerinde. Aşağıda ise aynı eksen
üzerinde değiller. Farklı şekiller ama aynı şeyi gösteriyorlar. Bazıları
anlamanıza daha yardımcı olur.
Şimdi bazı diyagramlar çizelim. Şu taraftan başlayalım.
Kristal alan yarılma diyagramı. Oktehadral durum için . Geometrilere göre diyagramlar farklılık gösterirler.
Diyagramı çizelim. Enerji yukarı yönde. Küresel
simetrik alanda 5 tane d orbitali ile başlayalım. d orbitallerinin ortalama enerjisi
eşittir. Bu çizilen tamamen küresel alan için. Henüz oktahedral alan
için değil . Oktahedral diyagramımız bu tarafta olacak
. Bu şekilde gösterim yapıyoruz. Eğer bütün ligandlar
metal etrafında homojen olarak dağılmış ise d orbitallerinin
enerjileri eşittir. Ligandlar metal etrafında homojen
ve simetriktir olarak dağılmıştır.
İtiraf
etmeliyim ki bunu görünce çok heyecanlandım. Uzun bir süredir bu konuyu
öğretiyorum. Daha önce hiç metalin etrafında gerçek küresel kristal alanım
olmamıştı. Bir gün Walgreens’e gittim. Walgreens’in küresel kristal alan satması beni çok
sevindirdi. Neyle karşılaşacağınızı bilemiyorsunuz. Bu oyuncağın hayranıyım.
Örneğin benim köpeğim için harika bir oyuncak. Ama bu gerçekten muhteşemdi.
Kasiyere küresel kristal alan sattıklarının farkında olup olmadıklarını sordum,
farkında değillerdi. Neyle karşılaşacağınızı tahmin edemiyorsunuz.
Ligandlar metal etrafında homojen olarak dağılmış ise d orbitallerinin enerjileri aynıdır. Eğer bir oktahedral kristal alanda iseniz d orbitallerinin
enerjilerinde farklılıklar olur. Bazı orbitaller
diğerlerine göre ligandlardan daha çok etkilenir. Enerjileri artar. dx2- y2 ve dz2 orbitalleri
daha yüksek enerjili hale gelir. 3 orbitalimizin ise
enerjileri daha düşük olur. Bunlar dxy ,
dxz , ve dyz
orbitalleridir . Bu enerji farkı oktahedral
alan yarılma enerjisidir. Bu enerji farkını gördüğünüzde oktahedral
alanda yarılma olmuş demektir. Δo , oktahedral kristal alan yarılma enerjisini gösterir.
Bazı orbitallerin enerjisi artar bazılarınınki azalır.
Toplam enerji sabittir. 2 orbitalin enerjisi artar, 3
orbitalin enerjisi azalır.Yukarıdaki her bir orbitalin
enerjisi +3/5 Δo kadar artarken
aşağıdaki her bir orbitalin enerjisi -2/5 Δo kadar azalır. Ancak toplam enerji
korunur. Bu, oktahedral durum için kristal alan yarılma
diyagramı. Şimdi bazı örneklere bakalım. Krom , 3 tane
NH3 , 3 tane de bromdan
oluşan bileşiğe bakalım. Değerlik elektron sayısının kaç olduğunu söyleyin. Son
10 saniye. Çok yüksek bir rakam değil
ama doğru anlayanlarınız daha fazla. Bir bakalım. Bromun yükseltgenme basamağı
kaçtır? Kaçtır? Brom? Bir brom (-1)’dir.
3 brom var. Peki NH3’ün yükseltgenme
basamağı kaçtır? 0 .
3x0=0 . toplam
yük 0 . Peki Cr kaç olmalı. +3 . d elektron sayısı
için elementlerin grup numaralarını bilmeliyiz. Kromunki kaçtır? 6 . 6-3(çünkü
yükseltgenme basamağı 3 )=3 . ve bu bir d3
sistemidir. Bunu
yanlış anlamayın. Sorunun cevabı ile yükseltgenme basamağı tesadüfen aynı çıktı,
yükseltgenme basamağını 3 bulup bırakabilirdiniz. Bu bir d3 sistemi.
Şimdi 3d elektronlarını düşünelim ve yarılma diyagramına yerleştirelim. Eğer bir küresel kristal alanımız varsa
elektronlarınız bu yönde yerleştirilecek. Şimdi oktahedral
durumda ne olduğuna bakalım. Buraya gelelim . İlk
elektronumu aşağıya mı yukarıya mı yerleştirelim. Aşağıya. Diyagrama iki şey
yazmadığımı fark ettim. Bunlar notlarınızda var. Bu diyagramda orbital
enerji seviyeleri için iki tane kısaltma var.
Bunlar eg ve t2g
;orbital gruplarının isimleri. Evet elektronları aşağıda gösteriyoruz. 2 elektronu ilk orbitale aynı yönlü mü yerleştirmeliyiz? Hayır. Bu aynı kuantum numarası demektir ve
yanlış olur. Peki aynı orbitale
farklı yönler de yerleştirsek? Hayır. Enerjileri aynı olduğuna göre hepsini
birer birer yerleştirmeliyiz. Dolayısıyla 3 tane elektronu 3 tane orbitale yerleştirmiş olduk. Şimdi birkaç terimden daha
bahsedelim. Size sık sık dn elektron konfigürasyonunu soracaklar. Orbitaller
için kısaltmaları
kullanabilirsiniz. 3 elektronu t2g3
orbitallerine yerleştiririz. Bu t2g orbitallerinde 3 elektron var demektir. Yani oktahedral kristal alandaki düşük enerjili orbital grubunda 3 elektronunuz vardır. Şimdi CFSE ‘nin ne
olduğunu düşünelim. Bu kristal alan kararlılık enerjisi demektir, yarılma
enerjisi değil. Kuramsal küresel kristal alanda olmak yerine oktahedral kristal alanda olmakla elektronlar ne kadar kararlı olmuşlar? Burada
ne yaparız? Düşük enerji düzeyinde 3 elektron var.[3(-2/5)*Δo* oktahedral
kristal alan yarılma enerjisi] kadar kararlı hale gelmiş. İşlemin sonucunu
-6/5*Δo buluruz. Bu elektronların ne
kadar kararlı olduğunu gösterir. Enerjileri düşük, ortalama enerji bundan çok
yüksek; fakat bu, oktahedral geometri olduğu için söz
konusu 3 elektron kararlı hale gelir.Bu
soru için Δo değeri ne kadarsa,
elektronlar, -6/5* Δo kadar karalı olurlar.
Şimdi
başka bir örneğe bakalım. Bu sorudaki koordinasyon bileşiğinde; Mn, 6 H2O
ligandı ve 3 Cl- var. Peki Mn ın yükseltgenme basamağı kaçtır? Değerlik elektronlarını
değil yükseltgenme basamağını soruyorum. Son 10 saniye. Buna kısaca bakalım.
Burada çoğunuz iyisiniz. Bu koordinasyon bileşiğindeki toplam yük kaçtır? Şu şekilde yazalım. Burada toplam yük +3,
çünkü 3 tane Cl- iyonu var. Bu, koordinasyon bileşiğinin toplam
yükünün +3 olduğunu gösterir. H2O sıfır, Mn +3. Bunda çok
başarılısınız. Peki d- elektron sayısı kaçtır?4,
doğru. 7-3=4 . Bu bir d4 sistemi.
Buraya bakarsanız, bu 4 elektron için bir seçim yapmalıyız. 3elektron kolaydı,
4 işleri biraz karıştırıyor. Dördüncü elektronu aşağıya mı yerleştirmeliyiz
yoksa yukarıya mı? Burada iki ihtimal var. Dolayısıyla burada iki diyagram
çizdim. Kristal alan
yarılma enerjisinin düşük ya da yüksek olduğu 2 durum var. Yani
elektronların yerleşmesi için 2 durum. Burada, kristal alan yarılma enerjisi
düşük yani bu bir zayıf alan. Enerji yüksekse bu bir kuvvetli alandır. Zayıf alanda, iki gruba ayrılmış d orbitalleri arasındaki enerji farkı çok fazla
değildir. İlk 3 elektronu her zamanki
gibi yerleştirirsiniz. Bu durumda olduğu gibi enerji farkı çok düşükse yani bu
bir zayıf alansa 4. elektronu üst enerji düzeyine yerleştirirsiniz.
“Elektronları eşleştirmek mi yoksa bir üst enerji düzeyine çıkarmak mı daha çok
enerji gerektiriyor?” sorusunu sormalısınız. Zayıf alanda, kristal alan yarılma
enerjisi eşleşme enerjisinden yani PE‘den küçüktür. Elektronları eşlemek daha
çok enerji gerektirdiğinden elektron bir üst enerji düzeyine çıkar. Zayıf
alanda durum bu şekildedir.
Kuvvetli alanda
ise, yarılma enerjisi çok büyüktür. Bu
durumda, kristal alan yarılma enerjisi PE’ den fazladır. Yani elektronları
eşleştirmek, üst enerji düzeyine çıkarmaktan daha kolaydır. Bakın, oraya
ulaşamıyorum bile. Bu nedenle, 3 elektronu yerleştirdikten sonra dördüncüyü de
düşük enerji düzeyine yerleştiriyorum, ulaşabildiğim yere. Yukarıya çıkarmak
için yeterli enerjim yok. Bu, kuvvetli alan. Zayıf
alanı halledebiliyorum, kuvvetli alanda hepsini eşleştirmeliyim. Bu ikisi için
farklı d- elektron konfigürasyonu yapalım. Bu yukarıda
kalsın.
Zayıf alanda d4 elektron konfigürasyonu
için 3 elektron t2g ’ de. eg’
de ise 1 elektron var. Kuvvetli alanda ise, eg’
de elektron yok. t2g de 4 elektron var. Bunu burada bırakalım.
Yüksek spin ve düşük spin
terimleriyle tanışalım.
İki durum burada. Kristal alan yarılma
enerjisinin eşleşme enerjisine yani elektron çiftlerini bir arada tutmak için
gerekli olan enerjiye oranla ne kadar büyük olduğunu düşünelim. Zayıf alanda
yarılma enerjisi düşük olduğundan elektronlar orbitallere
birer birer yerleştirilir, yerleştirilen elektronların spinleri
paraleldir. Kuvvetli alanda ise, eşleşme
enerjisi yarılma enerjisinden düşüktür- kuvvetli alanda yarılma enerjisi çok
büyüktür- elektronlar t2g doluncaya kadar yerleştirilir ve eşleştirilir,
t2g dolmadan eg ye elektron
yerleştirilmez. Buradan çıkan sonuç, zayıf alanda eşleşmemiş elektron sayısı
maksimumdur. Dört elektronun dördü de eşleşmemiştir. Maksimum sayıda eşleşmemiş
elektron yüksek spin demektir. İkinci durumda ise, eşleşmemiş elektron
sayısı minimumdur. Bu da düşük spin e karşılıktır.
Bu iki durumun kararlılık enerjisinden de bahsedelim. CFSE, kristal alan kararlılık enerjisi. Peki zayıf alanda kararlılık enerjisi nedir? Son 10 saniye. Çok iyi.
Soruya bakalım. Alt enerji düzeyinde kaç elektron var? 3. Bu
elektronların her biri(-2/5*Δo) kadar kararlı yani düşük enerjili olurlar.
Üst enerji düzeyinde bir elektron var. +3/5* Δo kadar. Sonuç -3/5 Δo. A şıkkı neden doğru değil? Oktahedral kristal alan yarılma enerjisinin sembolü yok. Testlerde
bu terimi yazmayı unutmayın. Bu terimi unutmamanız için bir hatırlatma olduğunu
umuyorum. Peki kuvvetli alan için durum nedir? 4
elektron var. 4*(-2/5*Δo). Sonuç -8/5* Δo . Bazı kitaplarda sonuç -8/5*
Δo +PE olarak geçer. Buradaki eşleme
enerjisini belirtmek için kullanılır. Bu çok avantajlı değil. Düşük enerji
düzeyinde çok elektron var bazılarını eşleştirmelisiniz. Eğer iki eşleşmiş
elektron varsa PE nin katsayısı 2 olur. Bazı kitaplar
bu şekilde gösterir. 2 çözümün de doğru olduğunu belirtmeliyim. Eğer soruda
“eşleşme enerjisini kullanın” derse cevabı hangi şekilde yazmanız gerektiğini
anlarsınız. Kuvvetli alanda PE ‘yi kullanırsınız.
Başka bir örneğe bakalım. Böylece oktahedral
alanla ilgili soruları yapabilir hale geleceksiniz. Elektronları silelim. Co2+
iyonuna bakalım. Kaç elektron
yerleştireceğiz? Yükseltgenme basamağı? +2. Peki değerlik elektron sayısı
kaçtır? Grup numarası nedir?
9-2=7. d7 sistemi. Zayıf alan için elektron dağılımı
nasıldır? Son 10 saniye. Çok güzel. Bu bir zayıf alan. Önce
tüm orbitallere birer elektron yerleştirmeliyiz.
Çünkü yarılma enerjisi eşleme enerjisinden düşük. Eşleştirmeden önce hepsini
birer birer yerleştirmeliyiz. 7 elektron
var. bir-iki-üç-dört-beş. Şimdi eşlemeliyiz.
Kullanılmamış orbital yok. Eşlemeye aşağıdan
başlıyoruz. Altı-yedi. Başka seçenek yok. Artık elektronları eşlemeliyiz. Bu
bir zayıf alan olduğu için önce elektronları birer birer yerleştirmeliyiz daha
sonra da eşlemeliyiz. Peki burada ne yapmamız
gerektiğini düşünelim. Unutmayın, bu bir kuvvetli alan, yarılma enerjisi büyük.
Elektronları eşlemek için gerekli olan enerji, üst enerji düzeyine çıkarmak
için gerekli olandan daha az. Önceki yoldan yapıyoruz. Bir-
iki- üç. Eşlemek, yukarı çıkarmaktan
daha kolay. Bir-iki- üç. Hepsini eşledik. Şimdi hepsi doldu. Başka
seçeneğimiz olmadığı için son elektronu üst enerji düzeyine yerleştiriyoruz.
Yarılma enerjilerine göre 2 farklı durum ortaya çıkar.
Yarılma enerjisini belirleyen nedir? Ligandların
doğası. Gelecek derste bundan bahsedeceğiz. Yaygın ligandları
tanıyacaksanız, yine kuvvetli ve zayıf alanlar olacak. Onlardan bahsetmedik, şimdilik sadece iki
durumu gördük. Peki bu sistem bir yüksek spin mi düşük spin mi? Yüksek spin çünkü
maksimum sayıda eşleşmemiş elektronu var. Bu ise düşük spin.
Eşleşmemiş elektron sayısı minimum. Bunu
şimdilik bitirelim. dn elektron konfigürasyonu ve kristal alan kararlılık enerjisini
bulalım. İlk durumda t2g
sistemi var. Kaç tane? 5. Peki eg? 2.
Yarılma enerjisini bulalım. [5*(-2/5)
Δo] +[ 2*(+3/5)* Δo]. Sonuç nedir? (-4/5)* Δo. Opsiyonel
olarak +2PE yazabiliriz. Çünkü 2 çift eşleşmiş elektron var. Kuvvetli alana geçelim. t2g de kaç
elektron var? 6. Peki eg ? 1. Yarılma enerjisini bulalım. [6*(-2/5)* Δo] + [1*(+3/5)* Δo ]. Sonuç nedir? Eksi kaç? (-9/5)*Δo . Kaç tane eşleşme enerjisi? 3
eşleşme enerjisi. Bu kısmı not alın. Gelecek ders işimiz biraz daha zorlaşacak.
Ligand türleri, tetrahedral,
kare düzlem hakkında konuşacağız. Bu tabi ki çarşamba günkü
sınavdan sonra. Herkese sınavda iyi şanslar.