학문
결정장 갈라짐의 크기에 영향을 미칠 수 있는 요인은 무엇이 있나요?
안녕하세요. 리간드의 비공유 전자쌍과 d오비탈 전자 사이에 반발력으로 인해 d오비탈 에너지 갈라짐이 발생했을때 이 갈라짐의 크기에 영향을 미치는 요인은 무엇이 있을까요?
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안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 착물에서 중심 금속 이온의 d 오비탈이 리간드와 상호작용할 때, 리간드의 비공유 전자쌍과 금속 이온의 전자 사이의 정전기적 반발 때문에 오비탈이 서로 다른 에너지로 분리되는 현상을 결정장 갈라짐이라고 하는데요, 이러한 결정장 갈라짐에 영향을 줄 수 있는 요인으로는 금속 이온의 산화수가 있습니다. 금속의 산화수가 높을수록 금속 이온의 전하 밀도가 커지는데요, 이 경우 리간드를 더 강하게 끌어당겨 리간드와의 반발도 커지므로, 결정장 분리 에너지 Δ가 커지는 것입니다. 또한 같은 족의 금속이라면, 아래로 갈수록 이온 반지름이 커지고 4d, 5d 전이 금속은 전자 구름이 더 퍼져 있는데요, 따라서 4d, 5d 금속 착물은 3d 금속 착물보다 Δ가 큽니다.
이외에도 리간드의 종류가 중요한 영향을 미치는데요, 리간드가 중심 금속에 얼마나 강하게 전자를 주거나 상호작용하느냐에 따라 Δ가 달라집니다. I⁻ < Br⁻ < Cl⁻ < F⁻ < H₂O < NH₃ < en < NO₂⁻ < CN⁻, CO의 순서를 따르며 오른쪽으로 갈 수록 더 강한장 리간드에 해당하는데요, 강한 장 리간드일수록 d 오비탈과의 반발이 크고, 따라서 Δ가 커집니다. 감사합니다.