Synthesis & Spectra of Vanadium Complexes

Synthesis & Spectra of Vanadium Complexes

Synthesis & Spectra of Vanadium Complexes.pptx

목차 1.실험목표 2.실험원리 전이 금속 화합물의 bonding theory 10Dq에 영향을 미치는 요인 배위화합물의 전자스펙트럼 3.실험방법 본문 실험목표 Vanadium의 산화수와, 리간드가 다르게 vanadium complexes를 각각 합성해본 후 10Dq가 어떻게 달라지는지 결과를 해석한다. 10Dq의 의미와 Orgel Diagram에 대해서 이해한다. 직접 합성한 complex를 바탕으로 ligand spectro chemical series를 직접 구해본다. 실험원리 1. 전이 금속 화합물의 Bonding Theory LFT ( Ligand Field Theory ) MO theory를 전이 금속에 적용시킨 이론으로써, CFT에서 고려하지 않았던 valence orbital까지 고려하여 bonding의 overlapping을 설명한다. 실제적인 Spectra 해석의 기본이 된다. dx2-y2,dz2와의 궤도함수는 리간드들과 결합성 궤도함수를 이룰 수 있지만, dxy,dyz, dzx 궤도함수는 결합성 궤도함수를 이룰 수 없다. 금속의 4s,4pz.4py,4pz,3dx2-y2,3dz2 는 궤도함수들과 대칭성이 일치함으로 결합성 궤도함수(Bonding Orbital)를 이루며 dxy,dyz,dzx는 리간드와 상호작용을 하지 않고 비결합(nonbonding)상태로 남게 된다. - LFSE(Ligand Field Stabilization Energy), 10Dq(Δo) Free metal로부터 전이금속 배위화합물이 되면 리간드를 향해 배향한 metal의 d-orbital (dz2, dx2-y2)은 그렇지 않은 orbital(dxy, dyz, dzx)보다 Energy level이 높아진다. (Energy splitting) 팔면체 장(Oh field)에서 이러한 에너지 분리를 10Dq 혹은 Δo'라고 칭한다. d0, d5 (high spin), d10을 제외한 모든 배치에서는 에너지 분리가 그 계의 총 에너지를 낮춘다. 2. 10Dq에 영향을 주는 요인 1) Transition metal의 산화수 Metal ion의 positive charge↑ → Effective nuclear charge(ENC)↑ 이온의 반지름↓ → Metal-ligand 결합길이↓ → Orbital overlap↑ 10Dq 증가 2. 10Dq에 영향을 주는 요인 2) Ligand effect π-bonding effect : Metal의 d-orbital중 σ-bonding에 참여 하지 않은 dxy, dyz, dzx (t2g)와 리간드의 π-orbital(t2g)과 π-bonding한다. π-donor Ligand ( L→M π-bonding ) : Ligand의 occupied π-orbital과 Metal의 HOMO(t2g)가 overlap →complex의 HOMO energy level ↑ → 10Dq 감소 (weak field Ligand) π-accepter Ligand ( M→L π-back bonding ) : Ligand의 빈 π＊-orbital과 Metal의 HOMO(t2g)가 overlap → HOMO energy level ↓ → 10Dq 증가 (strong field Ligand) Spectrochemical Series : 10Dq 값을 측정하여 결정된 Complex의 Ligand Field 세기 서열 CN ＞NO2- ＞Phen ＞bipy ＞en ＞NH₃ Py＞H2O＞OH ＞F ＞S2 ＞Cl ＞Br ＞I The Chelate effect : 엔트로피의 증가로 인해 chelate ligand를 갖는 착물의 안정도가 chelate l igand를 갖지 않는 착물의 안정도보다 크다. ex) Didentate ligand를 가진 화합물의 안정도는는 2개의 Monodentate ligand를 가진 화합물의 안정도보다 더 크다. 이렇게 열역학적으로 안정한 착물은 더 큰 LFSE를 갖고 10Dq가 증가한다. 참고문헌 Dictionary of inorganic compound by chapman & hall Concepts and Model of Inorganic Chemistry by Douglas, D. Inorganic chemistry by Huheey, J. Advanced Inorganic chemistry By cotton Wikipedia / http://www.wikipedia.com Inorganic chemistry by Gray L. Missler, Donald A. Tarr 키워드 궤도함수, Ligand, 화합물, bonding