Jahn-Teller Etkisi.

... konulu sunumlar: "Jahn-Teller Etkisi."— Sunum transkripti:

1 Jahn-Teller Etkisi

2 Cu(II) kompleksinde bağ uzunlukları niçin farklıdır?
Jahn-Teller Etkisi

3 Jahn-Teller Kuramı “Doğrusal olmayan moleküllerde eşenerjili orbitaller, uzama veya yassılaşma yoluyla, simetrilerini düşürerek enerjilerini azaltırlar." z-doğrultusunda çekilme z doğrultusunda itilme Tetragonal Bozulma yassılaşma uzama Sekizyüzlü kompleksler (Oh), tetragonal bozulma ( D4h) ile enerjilerini azaltırlar.

4 1 >> 2 yassılma uzama D4h D4h Oh alan z2 x2-y2 eg t2g + 1/2 1
yz xz xy x2-y2 z2 - 1/2 1 Do - 1/2 1 z2 x2-y2 1 >> 2 xy yz xz + 2/3 2 + 1/3 2 - 1/3 2 - 2/3 2 yz xz xy z-yassılaşma: z-katkılı d-orbitallerin enerjileri artar z-uzama : z-katkılı d-orbitallerin enerjileri düşer

5 d4 [MnF6]3- yz xz t2g yz xz xy xy JT kararlılık enerjisi : - 2/3 2
d [Ti(H2O)6]3+ yz xz t2g yz xz xy xy JT kararlılık enerjisi : - 2/3 2 Yassılaşma mevcut d [MnF6]3- x2-y2 eg F 3 - x2-y2 z2 2 . 9 F F M n I I I z2 F F 1 . 7 9 F xy t2g JT kararlılık enerjisi : - 1/21 yz xz xy Yassılaşma veya uzama yz xz

6 d9 : [Cu(NH3)6]2+ x2-y2 eg x2-y2 z2 z2 xy t2g yz xz xy yz xz
. 6 2 2 + x2-y2 z2 H N N H 3 C u I I 3 z2 H N N H 3 2 . 7 3 xy N H 3 t2g d yz xz xy yz xz JT kararlılık enerjisi : - 1/21 Cu(II) = d9 z-uzama veya yassılma

7 Manyetizma orbital açısal momentum Elektronların orbitaldeki hareketi
Soru: Manyetik alanın kaynağı nedir? Cevap: Hareket halindeki elektrik yükü orbital açısal momentum Elektronların orbitaldeki hareketi Elektronların spini (etkisi daha önemlidir) spin açısal momentum

8  Manyetik Duyarlık  M H Maddelerin manyetik özellikleri
manyetik duyarlık ölçümleri ile incelenir. (Gouy Terazisi, Faraday Terazisi, NMR v.s…..) Manyetik Duyarlık(), manyetik alana konan maddelerin manyetikleşme derecesidir.  orantı sabiti, boyutsuz bir büyüklük  = M H Manyetikleşme Uygulanan manyetik alan Diyamanyetik maddeler manyetik alan tarafından itilir. Paramanyetik maddeler manyetik alan tarafından çekilir.

9 Manyetizma birim hacim başına düşen toplam manyetik momenttir.
meff = m T BM μeff : Etkin manyetik moment , birimi Bohr Magneton (BM) m : Molar manyetik duyarlık (denel yöntemlerle tayin edilir) T : Sıcaklık

10 Manyetik moment = eff Her bir elektron manyetik momente sahiptir orbital açısal momentum spin açısal momentum Spin manyetik moment, mS Orbital manyetik moment, mL mS = n (n + 2) n = eşleşmemiş elektron sayısı veya mS = S (S + 1) S = toplam spin kuantum sayısı meff de spin açısal momentum katkısı orbital açısal momentum katkısına göre daha baskındır "

11 Aşağıdaki komplekslerin spin manyetik momentleri nedir ?
[Co(OH2)6]2+ Oh y.s. d7 eg t2g 3 u.p.e- yz xz xy x2-y2 z2 n = 3 mS = (3 + 2) = 3.87 BM [NiCl4]2- Td d8 t2 e 2 e.e yz xz xy x2-y2 z2 n = 2 mS = (2 + 2) = 2.83 BM xy x2-y2 yz xz z2 [Ni(CN)4]2- kare düzlem d8 n = 0 mS = (0 + 2) = 0 BM

12 Toplam manyetik moment
Oktahedral komplekslerde Spin manyetik moment denel  S Temel hali S ( L = 0) olan sistemlerde denel >S Temel hali D (L=2) veya F (L = 3) olan sistemlerde Orbital manyetik moment katkısı mevcut Toplam manyetik moment

13 K3Mn(CN)6 d4 3T1g s = 2.83 BM d = 3.2 BM
K3Fe(CN)6 d T2g s = 1.73 BM d = 2.4 BM (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O d T2g s = 4.90 BM d = 5.5 BM Cs2CoCl4 d A s = 3.87 BM d = 4.6 BM (NH4)2Ni(SO4)2.6H2O d T2g s = 2.83 BM d = 3.3 BM (Et4N)2NiCl4 d T s = 2.83 BM d = 3.8 BM (NH4)2Co(SO4)2.6H2O d Eg s = 1.73 BM d = 1.9 BM VCl d E s = 1.73 BM d = 1.9 BM VCl d T2g s = 1.73 BM d = 1.8 BM

14 Fe(II) iyonunun manyetik momenti nedir?
[Fe(CN)6]3- manyetik momenti nedir? a) n =4 S = L =  S+L = 5.48 BM BM (denel) b) t2g5 n = S = ½ L = s = 1.73 BM μS+L = √(9) = 3 B.M. denel = 2. 3 BM dxz orbitalinin z-ekseni etrafında 90° dönmesi dyz orbitalini verir.

15 Manyetizma türleri

16 Paramanyetik maddelerde, sıcaklık arttıkça χ değeri değişmez veya azalır.
Ferromanyetik ve antiferromanyetik maddeler ısıtıldıklarında manyetik özelliklerini kaybederek paramanyetik maddelere dönüşürler. Curie sıcaklığı (Tc) : Ferromanyetizma paramanyetizma Néel sıcaklığı (TN) Ferromanyetizma paramanyetizma Lantanitler, sıcaklık azaldıkça, paramanyetikten antiferromanyetiğe sonra ferromanyetiğe geçer.

17 Manyetik maddeler Maddeler uygulanan manyetik alana karşı davanışlarına göre sınıflandırılabilir Diyamanyetik maddeler, Au, Cu, H2O, N2 (g) Manyetik momente sahip değildirler, manyetik alan tarafından itilirler. Paramanyetik maddeler, Al, O2, Gd Manyetik momente sahiptirler, alan tarafından zayıfça çekilirler. Eşleşmemiş elektronlara sahiptirler. Alan kalktığında manyetizmaları yok olur. Ferromanyetik maddeler, Fe, Ni, Co Manyetik momente sahiptirler, alan tarafından kuvvetle çekilirler. Curie noktası altında kalıcı manyetik özelliğe sahiptirler, yani, uygulanan manyetik alan kalktığında manyetik özelliklerini korurlar. Antiferromanyetik maddeler Net manyetik momentleri sıfırdır. Ferrimanyetik maddeler, magnetit (Fe3O4) Net manyetik momentleri sıfır değildir.

18

19

20 Renk CuSO4 çözeltisi mavi NiSO4 çözeltisi yeşil

21 hn eg eg t2g t2g [Ti(OH2)6]3+ mor Soğurma spektrumu: lmax = 510 nm Do
nm (sarı-yeşil) beyaz ışık nm Mavi: nm Kırmızı: nm

22 D büyüklüğünün renk üzerine etkisi
eg eg Do Do t2g D küçük düşük enerji kırmızı ışığı soğurur t2g D büyük yüksek enerji mavi ışığı soğurur Renk Çemberi Kırmızı ışık soğurulursa kompleks yeşil görünür Mor ışık soğurulursa kompleks sarı görünür dalgaboyu, l (nm)

23 D büyüklüğünün renk üzerine etkisi
Belli bir ligant için, renk metal iyonun değerliğine bağlıdır [V(H2O)6]3+ V(III) = d2 iyonu [V(H2O)6]2+ V(II) = d3 iyonu Mor ışık soğurulursa Kompleks sarı görülür Sarı ışık soğurulursa Kompleks mor görülür eg eg Doct Doct t2g t2g D büyük D küçük

24 Δ büyüklüğünün renk üzerine etkisi
Belli bir metal iyonu için, renk ligant türüne bağlıdır [Cr(NH3)5Cl]2+ [Cr(NH3)6]3+

25 Geçiş metalleri genellikle renkli bileşikler oluştururlar
renk şunlara bağlıdır…. geçiş metal cinsi metalin yükseltgenme sayısı ligant cinsi kompleksin koordinasyon sayısı Dörtyüzlü kompleksler,sekizyüzlü komplekslerden daha koyu renklidir Sekizyüzlü komplekslerde simetri merkezi vardır ve Laporte seçim kuralına göre d-d geçişleri yasaktır Dörtyüzlü komplekslerde simetri merkezi yoktur ve Laporte seçim kuralı uygulanmaz