Дөрвөлжин хавтгай ба тетраэдр цогцолборуудын ялгаа

2024 Зохиолч: Alex Aldridge | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 13:45

Дөрвөлжин хавтгай ба тетраэдр цогцолборын гол ялгаа нь дөрвөлжин хавтгайн цогцолборууд нь дөрвөн шатлалтай болор талбайн диаграмтай байдаг, харин тетраэдр цогцолборууд нь хоёр шатлалт талст талбайн диаграммтай байдаг.

Болор орны онол нь атомын эргэн тойрон дахь анион цэнэгийн үүсгэсэн статик цахилгаан орны нөлөөгөөр электрон орбиталууд (голчлон d ба f орбиталууд) тасрахыг тайлбарладаг химийн онол юм. Шилжилтийн металлын цогцолборуудын шинж чанарыг тодорхойлоход онол маш чухал юм. Бид мөн дөрвөлжин хавтгай ба тетраэдр цогцолборуудын бүтцийг дүрсэлж болно.

Дөрвөлжин хавтгай цогцолбор гэж юу вэ

Дөрвөлжин хавтгайн цогцолборууд нь нэг дөрвөлжин хавтгайн буланд дөрвөн бүрэлдэхүүн атомаар хүрээлэгдсэн төв металлын атомтай зохицуулалтын цогцолборууд юм. Энэ бүтэц дэх холбоосуудын холбоосын өнцөг нь 90 ° байна. d^{8 төгсгөлтэй электрон тохиргоотой шилжилтийн металууд нь ийм молекул геометртэй зохицуулалтын цогцолбор үүсгэдэг. Жишээ нь, Rh(I), Ir(I), Pd(II) гэх мэт. Дөрвөлжин хавтгай цогцолборын зохицуулалтын тоо дөрөв байна.}

Бид эдгээр цогцолборуудын бүтцийг Кристал талбайн онол (CFT) ашиглан тодорхойлж болно. Энэ онолоор бол дөрвөлжин хавтгай цогцолбор нь дөрвөн шатлалт талст талбайн диаграммтай байдаг. Мөн энэхүү дөрвөн шатлалт хуваагдалыг D_4h гэж нэрлэдэг. Үр дүнд нь дөрвөн энергийн түвшинг d_x2-y2, d_{xy гэж нэрлэдэг., d}z2_{, болон [d}xz_{, d}yz_{]. Түүнээс гадна квадрат хавтгай геометр ба тетраэдр геометрийн хооронд тодорхой хамаарал байдаг. Бид тетраэдрийг тэгшлэх замаар тетраэдр геометрийг квадрат хавтгай геометр болгон хувиргаж чадна. Мөн энэхүү хувиргалт нь тетраэдр цогцолборуудын изомержих замыг өгдөг.}

Тетраэдр цогцолбор гэж юу вэ?

Тетраэдр цогцолборууд нь тетраэдрийн буланд дөрвөн бүрэлдэхүүн атомаар хүрээлэгдсэн төв металлын атом бүхий зохицуулалтын цогцолборууд юм. Энэ бүтэц дэх холбоосуудын холбоосын өнцөг нь ойролцоогоор 109.5 ° байна. Гэсэн хэдий ч, бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бие биенээсээ ялгаатай бол холбоосын өнцөг өөр өөр байдаг. Энэ төрлийн цогцолборыг үүсгэх хоёр төрлийн шилжилтийн металл байдаг: d⁰ тохиргоотой металлууд ба d^{10 тохиргоотой.}

Түүгээр ч зогсохгүй болор талбайн онолын дагуу тетраэдр цогцолборууд нь хоёр шатлалт талст талбайн диаграммтай байдаг. Энэ диаграмын энергийн хоёр түвшинд хоёр багц орбитал орно: d_xy, d_xz, d_yz эрчим хүчний түвшин ба бусад багцад d_x2-y2, d_z2.

Дөрвөлжин хавтгай ба тетраэдр цогцолборуудын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?

Болор орны онол нь шилжилтийн металлын нэгдлүүдийн шинж чанар, түүнчлэн дөрвөлжин хавтгай ба тетраэдр цогцолборуудын бүтцийг тодорхойлоход маш чухал юм. Дөрвөлжин хавтгай ба тетраэдр цогцолборуудын гол ялгаа нь дөрвөлжин хавтгай цогцолборууд нь дөрвөн шатлалтай болор талбайн диаграммтай, харин тетраэдр цогцолборууд нь хоёр шатлалт талст талбайн диаграммтай байдаг.

Түүгээр ч зогсохгүй, d⁸ тохиргоогоор төгссөн электрон тохиргоотой шилжилтийн металлууд дөрвөлжин хавтгай цогцолбор үүсгэдэг бол d⁰ тохиргоотой металлууд d^{10 тохиргоо нь тетраэдр цогцолбор үүсгэдэг.}

Доорх инфографик нь хавтгай дөрвөлжин ба тетраэдр цогцолборуудын ялгааг харуулсан харьцуулалтыг харуулж байна.

Тойм – Дөрвөлжин хавтгай ба тетраэдр цогцолбор

Шилжилтийн металлын нэгдлүүдийн шинж чанарыг тодорхойлоход болор орны онол маш чухал. Бид мөн дөрвөлжин хавтгай ба тетраэдр цогцолборуудын бүтцийг дүрсэлж болно. Дөрвөлжин хавтгай ба тетраэдр цогцолборуудын гол ялгаа нь дөрвөлжин хавтгай цогцолборууд нь дөрвөн шатлалт талст талбайн диаграммтай байдаг бол тетраэдр цогцолборууд нь хоёр шатлалт талст талбайн диаграммтай байдаг.