Διάλεξη 4 / Διάλεξη 4 / σύντομη περιγραφή - Ακριβός Περικλής (ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ, 2015)
σύντομη περιγραφή: Ας ξαναδούμε τώρα κάτι που αφήσαμε σε εκραιμότητα προηγουμένως. Δεν διαφκρινήσαμε δηλαδή πότε το τέταρτο ηλεκτρόνιο, που πρέπει να τοποθετηθεί στα αντέτροχειακά ενός με τα άλλου σε οκτάεδρο σύμπλοκο, θα προτιμήσει την ενεργειακά χαμηλότερη ή ψηλότερη ομάδα τροχιακών. Γενικά πάντως αναμένεται να προτιμήσει την ενέργειακά χαμηλότερη ή ψηλότερη ομάδα τροχιακών. Γενικά πάντως αναμένεται να προτιμήσει την ενέργειακά χαμηλότερη ή ψηλότερη ομάδα τροχιακών. Γενικά πάντως αναμένεται να προτιμήσει την ενέργειακά χαμηλότερη ή ψηλότερη ομάδα τροχιακών. Φυσικά και ισχύει όταν το ηλεκτρόνιο είναι μόνο του και ελεύθερο να αποφασίσει πού θα τοποθετηθεί. Βέβαια ας μην ξεχνάμε πως όλα αυτά που λέμε εδώ με τον τρόπο αυτό είναι απλώς ένα μοντέλο για να μπορέσουμε να βάλουμε κάποιους κανόνες που να μας είναι πιο κατανοητοί. Το ηλεκτρόνιο θα βρεθεί στην κατάσταση εκείνη όπου τόσο η δική του ενέργεια όσο και του συνολού του συστήματος, κυρίως αυτή, θα είναι η ελάχιστη δυνατή. Πες μου τώρα πόσα ηλεκτρόνια μπορούν να βρίσκονται σε ένα τροχιακό. Από όσο ξέρω μέχρι δύο. Σε ένα τροχιακό που περιγράφεται με την πυκνότητα της πιθανότητας έβρεσης του ηλεκτρονίου που υπακούει στη συγκεκριμένη κυματική συνάρτηση. Αλλά αυτό σημαίνει τότε πολύ μεγάλη προσέγγιση των δύο αυτών ηλεκτρονίων, εφόσον υπάρχουν, έτσι δεν είναι. Ναι, αλλά και αυτό δεν είναι κάτι που γενικώς αποφεύγεται. Μπορεί να μιλάμε εδώ για κυματικές συναρτήσεις, όμως τα ηλεκτρόνια δεν έχουν πάψει να είναι φορεί συλεκτικού φορτίου. Άρα στον ίδιο χώρο με έτια πιθανότητα έβρεση σημαίνει μεγάλα ηλεκτροστατικές απόσεις. Πράγματι, είναι η λεγόμενη ενέργεια σύζεψης των ηλεκτρονίων. Ένα ηλεκτρόνιο, για να το πούμε απλά, πρέπει να πληρώσει αυτήν την ενέργεια ώστε να μπορέσει να γίνει δεκτό σε ένα τροχιακό όπου υπάρχει ήδη ένα άλλο ηλεκτρόνιο. Άρα η διαδοχική προσθήκη ηλεκτρονίων σε εκφυλισμένα τροχιακά δεν είναι τόσο απλή όσο να σημειώνουμε βελάκια στα αντίστοιχα σημεία. Κάθε βελάκι προς τα κάτω συνοδεύεται από ενεργική αποσταθεροποίηση του συστήματος. Αν ξέρω όμως τη διαφορά ενέργειας μεταξύ δύο ομάδων τροχιακών σε ένα οκτωεδρικό σύμπλοκο, τότε μπορώ να ξέρω αν το τέταρτο ηλεκτρόνιο θα πάει στην κάτω ή την επάνω ομάδα, έτσι δεν είναι? Θα πρέπει να καταγράψεις το φάσμα της Ένωσης, να εντοπίσεις τις διαγέρσεις τύπου ΔΔ και να εκτιμήσεις από αυτές την τιμή του ΔΔ. Ωστόσο υπάρχει μια μεγάλη προεργασία που έχει ήδη γίνει και δίνεται στη βιβλιογραφία ως φασματοχημική σειρά. Ναι, θυμάμαι. Είναι μια σειρά ισχύους του πεδίου που εμφανίζουν τα διάφορα λίγκαντ. Σεκινάει από αριστερά με τα ιόντα των αλογώνων που είναι ασθενούς πεδίου και καταλήγει στο κυάνιο και το μονοξύδιο του άντρακα που είναι ισχύρου πεδίου. Αυτό σημαίνει πως ένα οκτάεδρο με λίγκαντ χλώρια έχει μικρό ΔΔ, ενώ το αντίστοιχο με κυάνιο μεγάλο ΔΔ. Συνεπώς, στην πρώτη περίπτωση, το τέταρτο ηλεκτρόνιο προτιμά να βρεθεί στην ομάδα τροχιακών με την ψηλότερη ενέργεια, ενώ στη δεύτερη με το ενεργιακώς πιο σταθερό ο σχηματισμός ζεύγουση ηλεκτρονία σε ένα από τα τροχιακά με χαμηλότερη ενέργεια. Ας δούμε τώρα ένα πείραμα από το οποίο προκύπτει η φασματοχημική σειρά μερικών λίγκαντ. Πρόκειται για την αποτίμηση των φασμάτων ορατού μίας ομάδας ενώσεως που θα τις δούμε τώρα αμέσως. Πρόκειται για αυτές εδώ τις ενώσεως του κουβαλτίου. Μπορεί εύκολα να διακρίνει κάποιος ότι πρόκειται για ενώσεις όπου το κουβαλτίο έχει βαθμή δοξίδωση συντρία και είναι όλες οκταεδρικές. Επιπλέον μπορούν να περιγραφούν με ένα κοινωνωμωριακό τύπο που είναι κουβαλτίο, αμμονία 5Χ, το Χ αυτό είναι αμμονία, νερό, χλόριο, νυτρόδες και νίτρυτο ανιών. Προσυγγιστικά όλες μπορούν να θεωρηθούν οκταεδρικές, αν και τυπικά η γεωμετρία τους έχει χαμηλότερη συμμετρία. Σαν σημείο φετηρίας λοιπόν μπορούμε να θεωρήσουμε τη διαφοροποίηση των τροχιακών που μετάλλουσε οκταεδρικό σύμπλοκο. Σε κάθε περίπτωση ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι ίδιος και επίσης η διαφοροποίηση ΔΜ0 είναι αρκετά μεγάλη, ώστε να μην υπάρχει περίπτωση παρά να υπάρχουν τρία ζευγάρια ηλεκτρονίων σαν χαμηλότερα τροχιακά. Σε κάθε περίπτωση ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι ίδιος και επίσης η διαφοροποίηση ΔΜ0 είναι αρκετά μεγάλη, ώστε να μην υπάρχει περίπτωση παρά να υπάρχουν τρία ζευγάρια ηλεκτρονίων σαν χαμηλότερα τροχιακά. Σε κάθε περίπτωση ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι ίδιος και επίσης η διαφοροποίηση ΔΜ0 είναι αρκετά μεγάλη, ώστε να μην υπάρχει περίπτωση παρά να υπάρχουν τρία ζευγάρια ηλεκτρονίων σαν χαμηλότερα τροχιακά. Σε κάθε περίπτωση ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι ίδιος και επίσης η διαφοροποίηση ΔΜ0 είναι αρκετά μεγάλη, ώστε να μην υπάρχει περίπτωση παρά να υπάρχουν τρία ζευγάρια ηλεκτρονίων σαν χαμηλότερα τροχιακά. Σε κάθε περίπτωση ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι ίδιος και επίσης η διαφοροποίηση ΔΜ0 είναι αρκετά μεγάλη, ώστε να μην υπάρχει περίπτωση παρά να υπάρχουν τροχιακά. Σε κάθε περίπτωση ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι ίδιος και επίσης η διαφοροποίηση ΔΜ0 είναι αρκετά μεγάλη, ώστε να μην υπάρχουν τροχιακά.