Введение
Метод прогнозирования поглотительного спектра химического комплекса иные способы использования "T S-диаграммы" В координационной химии диаграммы Танабе-Сугано используются для прогнозирования поглощений в ультрафиолетовом (УФ), видимом и инфракрасном (ИК) электромагнитном спектре координационных соединений. Результаты анализа металлического комплекса по диаграмме Танабе-Сугано также могут быть сравниты с экспериментальными спектроскопическими данными. Они качественно полезны и могут быть использованы для приближения значения 10Dq, энергии расщепления поля лигандов. Диаграммы Танабе-Сугано могут использоваться как для высокоспиновых, так и для низкоспиновых комплексов, в отличие от диаграмм Оргеля, которые применяются только к высокоспиновым комплексам. Диаграммы Танабе-Сугано также могут использоваться для прогнозирования размера поля лигандов, необходимого для перехода от высокого спина к низкому спину. На диаграмме Танабе-Сугано основное состояние используется в качестве постоянной ссылки, в отличие от диаграмм Оргеля. Энергия основной точки считается нулевой для всех силовых полей, а энергии всех других членов и их компонентов наносятся относительно основной точки.
other uses of "T S diagram"
In coordination chemistry, Tanabe–Sugano diagrams are used to predict absorptions in the ultraviolet (UV), visible and infrared (IR) electromagnetic spectrum of coordination compounds. The results from a Tanabe–Sugano diagram analysis of a metal complex can also be compared to experimental spectroscopic data. They are qualitatively useful and can be used to approximate the value of 10Dq, the ligand field splitting energy. Tanabe–Sugano diagrams can be used for both high spin and low spin complexes, unlike Orgel diagrams, which apply only to high spin complexes. Tanabe–Sugano diagrams can also be used to predict the size of the ligand field necessary to cause high spin to low spin transitions. In a Tanabe–Sugano diagram, the ground state is used as a constant reference, in contrast to Orgel diagrams. The energy of the ground state is taken to be zero for all field strengths, and the energies of all other terms and their components are plotted with respect to the ground term.
Предыстория
До того, как Юкито Танабе и Сатору Сугано опубликовали свою статью "О спектрах поглощения сложных ионов" в 1954 году, мало что было известно об возбужденных электронных состояниях сложных металлических ионов. Они использовали теорию кристаллического поля Ганса Бета и линейные комбинации интегралов Слейтера Джулио Рака, теперь называемые параметрами Рака, чтобы объяснить спектры поглощения октаэдрических сложных ионов более количественным образом, чем это было достигнуто ранее. После многих спектроскопических экспериментов они оценили значения двух параметров Рака, B и C, для каждой d электронной конфигурации на основе тенденций в спектрах поглощения изоэлектронных переходных металлов первого ряда. Графики энергий, рассчитанные для электронных состояний каждой электронной конфигурации, теперь известны как диаграммы Танабе Сугано. Число должно быть подходящим для каждого октаэдрического координационного комплекса, потому что C/B может сильно отклоняться от теоретического значения 4.0. Это соотношение изменяет относительную энергию уровней в диаграммах Танабе и Сугано, и, таким образом, диаграммы могут незначительно различаться между источниками в зависимости от того, какое соотношение C/B было выбрано при составлении диаграмма.
Манганец (II) гексагидрат
В металлокомплексе [Mn(H2O) 6 2+ марганец имеет окислительное состояние +2, поэтому он является ионом d5. H2O является лигандом слабого поля (спектр показан ниже), и согласно диаграмме ТанабеСугано для ионов d5, основное состояние 6А1. Следует отметить, что в любом возбужденном состоянии не существует множественности спинов секстета, поэтому ожидается, что переходы из этого основного состояния будут запрещены спином, а интенсивность полосы должна быть низкой. Из спектров наблюдаются только очень низкие полосы интенсивности (низкие значения молярной поглощаемости (ε) на оси y).
Кобальт (II) гексагидрат
Другой пример - [Co(H2O) 6+2 . Обратите внимание, что лиганд такой же, как и в последнем примере. Здесь ион кобальта имеет окислительное состояние +2, и это ион d7. С высокой спиновой (левой) стороны диаграммы d7 ТанабеСугано, основное состояние 4T1(F, а множественность спинов - квартет. Диаграмма показывает, что существует три квартета возбужденных состояний: 4T2, 4A2 и 4T1 ((P). Из диаграммы можно предсказать, что существует три спиновых допустимых перехода. Однако спектр [Co(H2O) 6 2+ не показывает трех различных пиков, которые соответствуют трем предсказанным возбужденным состояниям. Вместо этого спектр имеет широкий пик (спектр показан ниже). На основе диаграммы TS наименьший переход энергии составляет 4T1 - 4T2, который наблюдается в ближнем ИК и не наблюдается в видимом спектре. Основным пиком является переход энергии 4T1 ((F) к 4T1 ((P), и немного более высокий переход энергии (плечо) прогнозируется на 4T1 к 4A2. Небольшая разница в энергии приводит к перекрытию двух пиков, что объясняет широкий пик, наблюдаемый в видимом спектре.