晶體場理論

crystal field theory簡稱CFT理論。化學鍵理論之一。主要內容：(1)把配位鍵設想為完全帶正電荷的陽離子與配體（視為點電荷或偶極子)之間的靜電引力。(2)配體產生的靜電場使金屬原來五個簡併的d軌道分裂成兩組或兩組以上能級不同的軌道，有的比晶體場中d軌道的平均能量降低了，有的升高了。分裂的情況主要決定於中心原子(或離子)和配體的本質以及配體的空間分佈。(3)d電子在分裂的d軌道上重新排布，此時配位化合物體系總能量降低(這個總能量的降低值稱為晶體場穩定化能(CFSE)。晶體場理論能較好地說明配位化合物中心原子(或離子)上的未成對電子數，並由此進一步說明配位化合物的光譜、磁性、顏色和穩定性等。

·過渡金屬的離子處於周圍陰離子或偶極分子的晶體場中，前者稱為中心離子，後者稱為配位體。中心離子與配位體之間的作用力是單純的靜電引力，把配位質點當作點電荷來處理，不考慮配位體的軌道電子對中心離子的作用。

·晶體場理論只能適用於離子晶體礦物，如硅酸鹽、氧化物等。

·在負電荷的晶體場中，過渡金屬中心陽離子d軌道的能級發生變化。這種變化取決於晶體場的強度（周圍配位體的類型）和電場的配位性（配位體的對稱性）。

簡而言之，就是：

1、中心離子與配體之間看作純粹的靜電作用

2、中心離子d軌道在配體（場）作用下，發生能級分裂。

3、d電子在分裂后的d軌道上重排，改變了d電子的能量。

1、八面體場中d軌道能級分裂

2、四面體（場）中d軌道能級分裂

分裂后最高能量d軌道的能量與最低能量d軌道能量之差。叫做d軌道分裂能（∆）

（1）對於同一M離子，∆隨配位體不同而變化，如八面體中，

I- 光譜化學序列。按配位原子來說，∆大小為：鹵素<氧><氮><碳 >

（2）相同配體，同一M元素，高價離子比低價∆大。

（3）相同配體，同一族，第三過渡系>第二過渡系>第一過渡系

在配體場作用下，d軌道發生分裂，d電子在分裂后d軌道總能量，叫做晶體場穩定能。

過渡族金屬離子在八面體配位中所得到的總穩定能，稱八面體晶體場穩定能。Cr3+、Ni2+、Co3+等離子將強烈選擇八面體配位位置。

過渡金屬離子在四面體配位中所得到的總穩定能，稱四面體晶體場穩定能。Ti4+、Sc3+等離子將選擇四面體配位位置。

1、配合物的磁性

（1）當p>∆，高自旋，所有F-的配合物p>∆，高自旋

（2）當p<∆，低自旋，CN-配合物p<∆，低自旋。

（3）正四面體配合物一般是高自旋∆

（4）對於d1、d2、d3、d8、d9、d10金屬離子配合物不論弱場強場，只有1種排布，無高低自旋，只有d4~d7才分高低自旋。

2、解釋配離子的空間構型：用CFSE判斷。

3、解釋配合物可見光譜（顏色）:d-d躍遷

4、配離子的穩定性:

用CFSE，其值越大，配合物越穩定。

六，晶體場理論在解釋配體對中心離子的配合能力時不理想。此時應用 配位場理論