Charakterystyka widm elektronowych akwakompleksów jonów wybranych metali

8.10.2012
Spektroskopia atomowa i molekularna
Sprawozdanie z ćwiczenia 1
„Charakterystyka widm elektronowych akwakompleksów jonów wybranych metali”
Widma elektronowe
Jednym z rodzajów pasm obserwowanych w widmach elektronowych związków kompleksowych (najczęściej w długofalowej części widma UV-VIS) są pasma odpowiadające przejściom typu d-d, których prostą interpretację podaje teoria pola krystalicznego.
Zgodnie z tą teorią poziom podpowłoki d w polu ligandów ulega rozszczepieniu i tak w polu o symetrii oktaedrycznej rozszczepia się na poziom t2g i poziom eg. Różnica energii poziomów t2g i eg oznaczana jest przez wartość  lub 10Dq. Wielkość rozszczepienia  zależy od rodzaju jonu centralnego (czynnik g) i rodzaju liganda (czynnik f):
Wartość  charakteryzuje energię odpychania elektrostatycznego pomiędzy elektronami d jonu centralnego a ligandami, które traktowane są w przybliżeniu jako ładunki punktowe. Parametry rozszczepienia wyznaczane są na ogół empirycznie na podstawie widm elektronowych związków kompleksowych. Kolejność wzrostu parametrów f i g determinuje szereg spektrochemiczny odpowiednio ligandów i jonów centralnych.
Położenie najbardziej długofalowego pasma, a więc pasma o najmniejszej energii 1A1g → 1T1g pozwala na określenie wartości parametru , gdyż w tym przypadku 1/λ= = .
Tak więc na podstawie położenia pierwszego pasma można wyznaczyć wartość i zgodnie ze wzorem (5), przy stałej wartości parametru g dla jonu kobaltu(III), wzrost wartości  determinuje wzrost wartości parametru f a zatem szereg spektrochemiczny ligandów.
Procedura laboratoryjna
Spośród trzech soli: NiSO4, NiCl2 i Ni(NO3)2 wybrano do badań chlorek. Sporządzono 0,5M roztwór NiCl2, odważając 0,2971g uwodnionej soli i roztwarzając ją w 25cm3 wody. Roztworem napełniono kuwetkę, po czym umieszczono ją wraz z próbką odniesienia w spektrofotometrze i zdjęto widmo elektronowe.
Wyniki
W celu określenia charakterystyki widm elektronowych akwakompleksu należy przede wszystkim odnaleźć maksimum absorbancji na wykresie:
Na wykresie widać 2 piki odpowiadające przejściom elektronowym między rozszczepionymi poziomami. Są to długości fal 394nm i 725nm. W okolicach 660nm można zauważyć pik, który towarzyszy elektronowemu przejściu wzbronionemu.
Niestety zakres długości fal okazuje się niewystarczający. Trzecie przejście v

(…)

… wynosi 8797cm-1 czyli 1,748*10-19J. - Parametr nefeloauksetyczny η= B/B0 = 926/1041 = 0,89
- Parametr Racaha B wynosi B = 926cm-1 - W szeregu spektrochemicznym, ligand H2O znajduje się pośrodku. Oznacza to, będzie on przeciętnie wpływał na rozszczepienie poziomów energetycznych atomów centralnych. Największe wartości 10Dq posiadają CN- i CO, a najmniejsze I- i Br-.
- Kompleks niklu z wodą posiada liczbę koordynacyjną 6. Ligandy tworzą strukturę oktaedryczną, czyli znajdują się na rogach ośmiościanu foremnego. - Akwajony niklu posiadają konfigurację:
Ni2+ - 1s22s22p63s23p63d8 - Rozszczepienie orbitali d może skutkować niskospinową bądź wysokospinową konfiguracją elektronową. Niskospinowa występuje przy wysokich wartościach rozszczepienia, wysokospinowa przy niskich.
W szeregu spektrochemicznym metali nikiel posiada niską wartość (8,5). Oznacza to, że ciężko uzyskać w niklu wysoką wartość rozszczepienia, czyli kompleksy niklu są mają tylko jedną konfigurację. W tym wypadku ligandy nie wpływają na sposób obsadzenia poziomów energetycznych, czyli istnieje słabe i silne pole.
- Roztwory akwakompleksów niklu posiadają barwe zieloną. Barwa jest związana z długością fali, przy której następuje absorpcja energii…
... zobacz całą notatkę