Skip to main content

Hvad er krystalfeltteorien?

Krystalfeltteori beskriver den elektriske aktivitet mellem atomerne i en overgangsmetalforbindelse.Med fokus på den elektriske aktivitet mellem atomer i disse forbindelser tjener denne teori til at forklare de energiske egenskaber ved en overgangsmetalforbindelse, inklusive dens farve, struktur og magnetfelt.Selvom atomerne inden for disse forbindelser er bundet til hinanden, kan krystalfeltteorien ikke bruges til at beskrive disse bindinger.Ufuldstændig på egen hånd blev denne teori kombineret med ligandfeltteori for at inkorporere en forståelse af bindingen mellem atomer.

I 1930'erne blev Crystal Field Theory udviklet af fysikerne John Hasbrouck Van Vleck og Hans Bleke.Disse forskere udviklede deres teori sammen med, skønt de var adskilt fra, ligandfeltteori.Kort efter udviklingen af disse to teorier kombinerede andre forskere principperne for de to, som nu begge studeres under moderne ligandfeltteori.Kombinationen af disse to teorier skabte et system med ligninger, der var bedre i stand til at beskrive energifelterne og molekylære bindinger inden for visse typer forbindelser.

Overgangsmetalforbindelser kan delvist beskrives ved hjælp af krystalfeltteori.Disse forbindelser består af atomer af et bestemt metal, der er omgivet af ikke-metalatomer, kaldet ligander i denne sammenhæng.Elektronerne af disse forskellige atomer interagerer på måder, der kan beskrives ved hjælp af krystalfeltteori.Bindingerne, der opstår fra disse elektroninteraktioner, er også beskrevet ved hjælp af ligandfeltteori.

Udtrykket krystalfelt, i krystalfeltteori, kommer fra det elektriske felt genereret af en gruppe ligander.Disse atomer genererer et stabilt energifelt, som et overgangsmetal bliver fanget inden for.Disse felter kan komme i en række forskellige geometriske former.Mange overgangsmetalforbindelser har felter, der er i form af terninger, fordi sådanne felter er særligt stabile og kan modstå påvirkningen af atomer, der ikke er i systemet, så overgangsmetalforbindelsen forbliver mere stabil.

Én ting, der krystalfeltteorier især god til at beskrive er farven på en overgangsmetalforbindelse.Som en relativt stabil struktur bevæger elektronerne i en bestemt type forbindelse mod eller væk fra deres kerner inden for et begrænset interval.Dette interval bestemmer farven på stoffet, fordi det absorberer visse bølgelængder af lys, der svarer til den afstand, som elektronet bevæger sig, når den er ophidset.De bølgelængder, der absorberes, er ikke synlige i denne forbindelse.I stedet reflekteres den modsatte farve, som det ses på farvehjulet, tilbage, hvilket giver stoffet sin synlige farve.