Кіріспе
Спектроскопиялық таңдау ережесі
Лапорт ережесі – химиялық түрлердің жұтылу спектрлерінің қарқындылығын түсіндіретін ереже. Бұл таңдау ережесі атомдарға және центросимметриялық, яғни инверсиялық центрі бар молекулаларға қатаң қолданылады. Онда паритетті сақтайтын электрондық өтулерге тыйым салынады. Осылайша, инверсиялық центріне қатысты симметриялық екі күйдің арасындағы өтулер байқалмайды. Инверсияға қатысты антисимметриялық күйлер арасындағы өтулерге де тыйым салынады. Симметрия тілінде g (gerade = жұп (неміс тілінде)) → g және u (ungerade = тақ) → u өтулеріне тыйым салынады. Рұқсат етілген өтулер паритеттің өзгеруін, яғни g → u немесе u → g қамтуы тиіс. Атомдар үшін s және d орбитальдары жұп, ал p және f орбитальдары тақ болып табылады. Лапорт ережесі бойынша s-ден s-ге, p-ден p-ге, d-ден d-ге және т.б. атомдар мен центросимметриялық молекулаларда өтулер байқалмайды. Іс жүзінде, спектрдің көрінетін аймағында тек d–d өтулері ғана байқалады. Лапорт ережесі көбінесе өтпелі металл кешендерінің электрондық спектроскопиясы контекстінде талқыланады. Дегенмен, актинидтер элементтерінде төмен қарқынды f–f өтулерін жақын инфрақызыл аймақта байқауға болады.
The Laporte rule is a rule that explains the intensities of absorption spectra for chemical species. It is a selection rule that rigorously applies to atoms, and to molecules that are centrosymmetric, i. e. with an inversion centre. It states that electronic transitions that conserve parity are forbidden. Thus transitions between two states that are each symmetric with respect to an inversion centre will not be observed. Transitions between states that are antisymmetric with respect to inversion are forbidden as well. In the language of symmetry, g (gerade = even (German)) → g and u (ungerade = odd) → u transitions are forbidden. Allowed transitions must involve a change in parity, either g → u or u → g.
For atoms s and d orbitals are gerade, and p and f orbitals are ungerade. The Laporte rule implies that s to s, p to p, d to d, etc. transitions should not be observed in atoms or centrosymmetric molecules. Practically speaking, only d d transitions occur in the visible region of the spectrum. The Laporte rule is most commonly discussed in the context of the electronic spectroscopy of transition metal complexes. However, low intensity f f transitions in the actinide elements can be observed in the near infrared region.
Өткінші металл кешендерінің оптикалық қасиеттері
Сегізжақты кешендердің симметрия центрі болады, сондықтан d-d жолақтары байқалмауы керек. Бірақ, шындығында мұндай жолақтар көрінеді, алайда олар әлсіз, "рұқсат етілген" жолақтардан бірнеше есе аз қарқынға ие. d-d жолақтарының өшірілу коэффициенттері 5–200 диапазонында болады. d-d жолақтарының рұқсат етілуіне себеп – осы хромофорлардың симметрия центрі түрлі себептермен бұзылуы. Жахн-Теллер эффектісі – осы себептердің бірі. Кешендер әрқашан толық симметриялы бола бермейді. Молекуланың асимметриялық дірілісі нәтижесінде болатын ауысулар виброникалық ауысулар деп аталады, мысалы, виброникалық байланыс арқылы туындағандар. Мұндай асимметриялық дірілістер арқылы ауысулар нашар рұқсат етіледі. Лапорт ережесі күшті, себебі ол идеалды Oh симметриясынан ауытқыған кешендерге қолданылады. Мысалы, [Cr(NH3)5Cl]2+ үшін d-d ауысулары әлсіз (ε < 100), тіпті комплекс C4v симметриялы болса да. Бұл әсерді Co(II) сегізжақты және төртжақты кешендерінің әртүрлі өшірілу коэффициенттері көрсетеді. [Co(H2O)6]2+ үшін, ол қызғылт түсті, ε ≈ 10. [CoCl4]2− үшін, ол терең көк, ε ≈ 600.
Спинді таңдау ережесіне ескерту
Лапорт ережесін толықтыратын спиндік таңдау ережесі, спин күйін өзгертетін ауысуларды қанағаттандырмайды. Лапорт және спиндік таңдау ережелерін бұзу нәтижесінде өте төмен соғылу коэффициенттері пайда болады. Октаэдрлік Mn(II) және Fe(III) кешендерінің тіпті концентрацияланған ерітінділерінің әлсіздігі осы біріккен әсердің нақты мысалы болып табылады.
Тарих
Бұл ереже 1925 жылы Уильям Фредерик Меггерспен бірге жариялаған Отто Лапорттың құрметіне аталған.