نظرية المجال البلوري

تفترض النظرية الفرضيات الآتية :
1-أن الرابطة بين الذرة المركزية والمرتبط هو رباط أيوني اليكتروستاتيكي نقي.
2-تعتبر الليكاندات عبارة عن نقطة سالبة الشحنة وعلى ذلك عندما تحيط عدة مجموعات بأيون الفلز المركزي ينشأ مجال الكتروستاتيكي حول هذا الأيون . هذا المجال يسمى (Ligand field) .
3- المدارات الفرعية (d) الخمسة لأيون الفلز الانتقالي في الحالة الغازية تكون متساوية في الطاقة ويكون تأثير المجال الناشئ عن المجموعات المعطية هو إزالة التساوي في الطاقة لتلك المدارات (d) الخمسة وبالتالي تنفصل تحت المدارات الخمس تبعا لنظام تناسق هذه المجموعات حول ذر الفلز المركزية
أولا : المتراكبات ثمانية الأوجه ذات عدد تناسقي (6) :
تترتب عادة (6) من الليجاند حول الذرة المركزية (M) لتكون أيون معقد ثماني السطوح (Octahedral) ، وتدخل هذه الليجاندات على امتداد المحاور الثلاث كما في الرسم
تحت هذه الظروف يكون التأثير شديد على المستوى (eg) الذي يحتوي على المدارات الواقعة على امتداد محاور ((x , y , z أي سترتفع طاقة المدارين ( dx2-y2 ;dZ2) نتيجة لوجود المجموعات التناسقية بصورة اكبر .
أما المدارات الثلاث الباقية(dxy;dxz;dyz ) فإنها تتنافر مع الليجاندات بدرجة أقل لأنها متجه بين الليجاندات وليس بنفس اتجاهها مباشرة .
ولهذا فإن طاقة هذه المدارات ستنخفض والتي تقع في مستوى (t2g) .
ويطلق على المسافة التي تفصل بين مدارات المستوى (eg) ومدارات المستوى(t2g) بالكمية ( 10Dq) أو (0? ) مهما كان مقدارها . وبتغيير قيمته من متراكب لأخر معتمده على نوع المجموعة المتناسقة ونوع الأيون الفلزي وشحنته ونصف قطره .
قياس مقدار ( 10Dq) :-
يمكن قياس قيمة المقدار عن طريق معرفة الطاقة اللازمة لإنتقال الكترون من المستوى (t2g) الحالة المستقرة إلى (eg) الحالة المثارة ومن المعروف أن الإلكترونات تميل لأن تستقر في المدارات الأقل في الطاقة وأيضا ًتميل بأن تكون طليقة ومنفردة حسب قاعدة هوند .
مثال :-
ففي حالة المتراكب 3+[Ti(H2O)6] فإن أيون التيتانيوم ( +Ti3 ) وتركيبه الإلكتروني (d1) الذي يحتل فيه الإلكترون المستوى الأقل في الطاقة وذلك يكون في المستوى(t2g) ، فنجد أن عملية انتقال الإلكترون من الحالة المستقرة الى الحالة المثارة نراها في هذا الشكل ،
حيث يتحول لون المحلول ( +Ti3 ) للبنفسجي نتيجة هذا الانتقال الإلكتروني .
ولكي نعرف ما إذا كان المتراكب من النوع عال أو منخفض المغزل يجب علينا أولا ً معرفة طاقة الثبات الناتجة عن تأثير المجال البلوري وطرق حسابها ولكي نحسب طاقة الثبات الناتجة عن وجود المجال البلوري الذي تحدثه المجموعات المتناسقة حول أيون الفلز نتبع الطريقة التالية :
كل إلكترون من إلكترونات الفلز يستقر في المدارات (t2g) فإنه يعمل على استقرار النظام بمقدار =-4Dq