晶体场裂变剧场

让配体入场,观察 d 轨道如何分裂并迫使电子重新选座。

《无机化学》第3版 · 第八章 配位化合物印刷页 177–183|图 8-11~8-13|表 8-5~8-7|式 (8-6)
正八面体场:沿坐标轴逼近

轴向配体对 dz²、dx²−y² 的排斥更强,使它们升至 eg。

当前幕次III · 性质显影

虚线是自由离子轨道参照;实色轨道随配体逼近发生能量与压缩变化。轨道外形为方向性解释模型,不是教材按比例图。

正在观察dx²−y²
配体入场进度100%
1 · 输入参数6 个配体沿轴逼近
2 · 专业规则轴向轨道排斥更强
3 · 中间量Δₒ = 18000 cm⁻¹
4 · 电子落位t₂g⁴ eg²
5 · 可观察性质4 个未成对电子 · 顺磁
为什么会这样

正八面体的 6 个配体沿坐标轴逼近,轴向 d 轨道受到更强排斥并升高;当前分裂能小于成对能,d⁶ 电子宁可占据较高的 e_g 轨道也暂不成对,因此保留 4 个未成对电子,表现为顺磁性。

教材证据与模型边界

教材直接依据

印刷页 177 说明:配体负电场使中心原子的 5 个 d 轨道按晶体场对称性发生能级分裂。图 8-11~8-13 与表 8-5 给出四面体、正八面体和平面正方形场的轨道取向、相对能量及 Δ;印刷页 182 比较 P 与 Δₒ,说明 d⁴~d⁷ 的高、低自旋排布;式 (8-6) 与表 8-7 给出晶体场稳定化能的计算结构。

解释模型边界

  • 中央轨道形变与配体运动是几何解释模型,用于呈现“取向不同 → 排斥不同”,不是教材中的动力学模拟。
  • 网页用 E* = ΣnᵢEᵢ + npairP 穷举最低能排布;这是把教材“能量最低、泡利、洪德”规则统一成可计算的比较模型。
  • 磁性只依据未成对电子数作定性判断,不输出实验磁矩。