晶体场理论及其在解释过渡金属化合物性质中的应用
1 引言
晶体场理论(CFT)是一种用于解释过渡金属化合物电子结构和性质的重要理论框架。它不仅在历史发展中逐步完善,还在现代化学和物理学的研究中占据了重要地位。CFT的基础由贝特在1929年的经典著作中奠定,最初的发展与范弗莱克及其同事的工作密切相关。CFT的成功应用包括解释弱配体场和强配体场下的磁性行为、轨道磁矩的还原、磁化率的温度依赖性以及简并态-铁勒效应的实验数据。在20世纪50年代,CFT进入了蓬勃发展的阶段,成功解释了可见光吸收光谱的起源以及其他一系列光学、电学、磁性、热力学和电子自旋共振(ESR)性质。
2 简要历史
CFT的起源可以追溯到1929年贝特的经典著作《晶体中的项分裂》。这篇出版物奠定了现代CFT的基础,包含了几乎所有主要元素。范弗莱克及其同事在1930年代的研究揭示了晶体中过渡金属离子磁性质的起源。尽管最初的理论并未意识到其对配位化合物的相关性,但一些重要结果展示了CFT的高效性。从历史上看,CFT在应用于无机复合物时,被视为量子力学之前静电考虑的直接延伸。静电理论最初由Kossel和Magnus提出,基于中心离子和配体通过离子-离子或离子-偶极静电相互作用保持在一起的假设。
3 主要假设
CFT基于以下主要假设: 1. 过渡金属配位化合物 :由于中心原子(CA)或离子与配体—离子或偶极之间的静电相互作用而稳定。 2. 中心原子的电子结构 :CA被认为具有详细的电子结构,而配体则被视为“无结构”的静电场源(有时允许它们在CA和其他配体的场中极化)。 3.