Спектрохимическая серия представляет собой список лигандов , упорядоченных по «силе» лиганда, и список ионов металлов, основанный на степени окисления , группе и элементе. Для иона металла лиганды изменяют разницу в энергии Δ между d-орбиталями , называемую параметром расщепления поля лиганда в теории поля лиганда или параметром расщепления кристаллического поля в теории кристаллического поля . Параметр расщепления отражается в электронных и магнитных свойствах иона, таких как его спиновое состояние , и оптических свойствах, таких как его цвет и спектр поглощения.
Впервые спектрохимический ряд был предложен в 1938 г. по результатам спектров поглощения комплексов кобальта. [1]
Частичный список спектрохимических рядов лигандов от малого Δ до большого Δ приведен ниже. [2] (Таблицу см. на странице лигандов .)
Лиганды, расположенные на левом конце этого спектрохимического ряда, обычно считаются более слабыми лигандами и не могут вызывать принудительное спаривание электронов на уровне 3d и, таким образом, образуют внешнеорбитальные октаэдрические комплексы с высоким спином . С другой стороны, лиганды, лежащие на правом конце, являются более сильными лигандами и образуют внутренние орбитальные октаэдрические комплексы после принудительного спаривания электронов в пределах 3d-уровня и поэтому называются низкоспиновыми лигандами.
Однако известно, что «спектрохимический ряд существенно отличается от того, каким он должен быть для разумного предсказания, основанного на предположениях теории кристаллического поля». [3] Это отклонение от теории кристаллического поля подчеркивает слабость предположения теории кристаллического поля о чисто ионных связях между металлом и лигандом.
Порядок спектрохимического ряда может быть получен из понимания того, что лиганды часто классифицируют по их донорным или акцепторным способностям. Некоторые, например NH 3 , являются донорами только σ-связей без орбиталей подходящей симметрии для π-связывающих взаимодействий. Связь этих лигандов с металлами относительно проста: используются только σ-связи для создания относительно слабых взаимодействий. Другим примером σ-связывающего лиганда может быть этилендиамин ; однако этилендиамин оказывает более сильное действие, чем аммиак, создавая большее расщепление поля лиганда, Δ.