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소개글
Synthesis & Spectra of Vanadium Complexes에 대한 자료입니다.
목차
1.실험목표
2.실험원리
전이 금속 화합물의 bonding theory
10Dq에 영향을 미치는 요인
배위화합물의 전자스펙트럼
3.실험방법
본문내용
실험목표
Vanadium의 산화수와, 리간드가 다르게 vanadium complexes를 각각 합성해본 후 10Dq가 어떻게 달라지는지 결과를 해석한다.
10Dq의 의미와 Orgel Diagram에 대해서 이해한다.
직접 합성한 complex를 바탕으로 ligand spectro chemical series를 직접 구해본다.
실험원리
1. 전이 금속 화합물의 Bonding Theory
LFT ( Ligand Field Theory )
MO theory를 전이 금속에 적용시킨 이론으로써, CFT에서 고려하지 않았던 valence orbital까지 고려하여 bonding의 overlapping을 설명한다.
실제적인 Spectra 해석의 기본이 된다.
dx2-y2,dz2와의 궤도함수는 리간드들과 결합성 궤도함수를 이룰 수 있지만, dxy,dyz, dzx 궤도함수는 결합성 궤도함수를 이룰 수 없다.
금속의 4s,4pz.4py,4pz,3dx2-y2,3dz2 는 궤도함수들과 대칭성이 일치함으로 결합성 궤도함수(Bonding Orbital)를 이루며 dxy,dyz,dzx는 리간드와 상호작용을 하지 않고 비결합(nonbonding)상태로 남게 된다.
- LFSE(Ligand Field Stabilization Energy), 10Dq(Δo)
Free metal로부터 전이금속 배위화합물이 되면 리간드를 향해 배향한 metal의 d-orbital (dz2, dx2-y2)은 그렇지 않은 orbital(dxy, dyz, dzx)보다 Energy level이 높아진다. (Energy splitting)
팔면체 장(Oh field)에서 이러한 에너지 분리를 '10Dq' 혹은 'Δo‘라고 칭한다.
d0, d5 (high spin), d10을 제외한 모든 배치에서는 에너지 분리가 그 계의 총 에너지를 낮춘다.
2. 10Dq에 영향을 주는 요인
1) Transition metal의 산화수
Metal ion의 positive charge↑
→ Effective nuclear charge(ENC)↑
이온의 반지름↓
→ Metal-ligand 결합길이↓ → Orbital overlap↑
⇨ 10Dq 증가
2. 10Dq에 영향을 주는 요인
2) Ligand effect
➀ π-bonding effect : Metal의 d-orbital중
σ-bonding에 참여 하지 않은 dxy, dyz, dzx (t2g)와 리간드의 π-orbital(t2g)과 π-bonding한다.
π-donor Ligand ( L→M π-bonding )
: Ligand의 occupied π-orbital과 Metal의 HOMO(t2g)가 overlap
→complex의 HOMO energy level ↑
→ 10Dq 감소 (weak field Ligand)
π-accepter Ligand ( M→L π-back bonding )
: Ligand의 빈 π*-orbital과 Metal의 HOMO(t2g)가 overlap
→
HOMO energy level ↓
→ 10Dq 증가 (strong field Ligand)
Spectrochemical Series
: 10Dq 값을 측정하여 결정된 Complex의 Ligand Field 세기 서열
CN⁻ >NO2- >Phen >bipy >en >NH₃≳Py>H2O>OH⁻>F⁻>S2⁻>Cl⁻>Br⁻>I⁻
➁The Chelate effect
: 엔트로피의 증가로 인해 chelate ligand를 갖는 착물의 안정도가
chelate l igand를 갖지 않는 착물의 안정도보다 크다.
ex) Didentate ligand를 가진 화합물의 안정도는는 2개의 Monodentate ligand를 가진 화합물의 안정도보다 더 크다. 이렇게 열역학적으로 안정한 착물은 더 큰 LFSE를 갖고 10Dq가 증가한다.
참고문헌
Dictionary of inorganic compound by chapman & hall
Concepts and Model of Inorganic Chemistry by Douglas, D.
Inorganic chemistry by Huheey, J.
Advanced Inorganic chemistry By cotton
Wikipedia / http://www.wikipedia.com
Inorganic chemistry by Gray L. Missler, Donald A. Tarr