Springen naar inhoud

Ongepaarde elektronen in Ni complex


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Demico

    Demico


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 oktober 2006 - 18:24

Voor een practicum heb ik Ni(H2O)6Cl2 omgezet in Ni(NH3)6Cl2.

1 van de opdrachten is het bepalen van het aantal ongepaarde elektronen in beide complexen.

Nu probeer ik theoretisch te bepalen hoeveel dit er zijn, maar ik kom er niet helemaal uit.

Ik weet dat Nikkel 8 elektronenen in de d orbitalen heeft. Hieruit voort komt dus dat er 2 mogenlijkheden zijn kwa bezetting van de orbitalen.
Mogenlijkheid 1: 3 volledigbezette orbitalen en 2 orbitalen met 1 elektron.
Mogenlijkheid 2: 4 volledigbezette orbitalen.

Ofwel 2 of 0 ongepaarde elektronen.

Alleen nu moet ik nog de 6 liganden hierbij betrekken denk ik, maar ik weet niet hoe ik dat moet doen.

Alvast bedankt

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 oktober 2006 - 21:25

Nikkelatomen hebben 8 d elektronen. Maar zijn dit geen ionen?

#3

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 oktober 2006 - 21:41

De ionen waar het hier om gaat zijn Ni(H2O)62+ en Ni(NH3)62+.

Er worden 6 vrije electronenparen door het water of de ammoniak gedeeld met het centrale nikkel (II) ion.

Omdat het om een nikkel (II) ion gaat blijven er 6 electronen over in de d-orbitaal (of komen er ook electronen uit de s-orbitaal bij nikkel (II) ionen :oops: ???). Die vrije electronenparen blijven toch vooral gekoppeld aan het ammoniak of water? In ieder geval moet je er rekening mee houden dat er twee electronen minder zijn dan [Ar]3d84s2, wat de configuratie is van een neutraal nikkelatoom.

#4

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 oktober 2006 - 23:59

Het Ni(II) ion heeft de [Ar]3d8 configuratie.

Je zou het aantal ongepaarde spins in overgangsmetaalcomplexen simpel kunnen bepalen door de 5 gedegenereerde d-orbitalen te vullen met electronen en er rekening mee houden dat de eerste 5 electronen altijd met paralelle spin ieder in een eigen orbitaal gaan zitten (dit geeft altijd de laagste energie). Daarna vul je verder op tot 8 electronen en zie je dat er nog 2 ongepaarde electronen zitten met paralelle spin. (mogelijkheid 1 van jou).

Dit gaat in jouw geval goed, maar in werkelijkheid ligt het complexer bij complexen. :oops: Beide complexen hebben een octaedrische symmetrie. Dat wil zeggen dat de d-orbitalen zijn gehydridiseerd. De combinatie van de metaal d-orbitalen en de orbitalen van de liganden levert een energiediagram op. Hierin hebben de bindende orbitalen vooral bijdrage van de ligand orbitalen (hier zitten de gevulde σ-orbitalen van de liganden). De frontier-orbitalen (HOMO en LUMO) daarentegen zijn vooral metaal in karakter. Hierboven in energie liggen nog de antibindende orbitalen. Een plaatje van de frontier-orbitalen van het octaedrische complex:
Geplaatste afbeelding
Het t2g energieniveau heeft 3 gedegenereerde orbitalen. Het eg energieniveau heeft er 2. Het energieverschil tussen deze twee Δo wordt de ligand veld splitsing (ligand field splitting) genoemd. Omdat dit energieverschil bij een aantal complexen in het zichtbare deel van het spectrum ligt, hebben de complexen meestal mooie kleuren.

Nu het vullen van de orbitalen. De eerste drie electronen gaan ieder in één van de t2g orbitalen zitten met paralelle spins. Voor het vierde electron heb je de keuze voor plaatsing in de eg met paralelle spin, óf plaatsing in één van de t2g orbitalen met tegengestelde spin. Wat er gebeurt hangt af van de grootte van Δo ten opzichte van de paringsenergie (coulombische afstoting). De grootte van Δo is afhankelijk van de liganden (ligandsterkte, pi-binding e.d.) Voor het vijfde tot en met zevende electron geldt eigenlijk hetzelfde. Vanaf het achtste electron is er nog maar één mogelijkheid.
Dit komt er op neer dat je bij complexen met 4 tot 7 d-electronen afwijkingen in het aantal ongepaarde spins kan gaan vinden wanneer je het simpele model zou gebruiken. Dit geldt dus niet voor je d8 Ni(II) complexen.

Je gaat de schillen met de 8 electronen van het Ni2+ ion opvullen. Dit geeft maar één mogelijkheid. De t2g niveau's zijn volledig gevuld met 6 electronen, en ieder van de eg niveau's heeft er 1 met paralelle spins. Er zijn dus 2 ongepaarde electronen.

Ik hoop dat je er wat mee kan.

#5

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 november 2006 - 08:41

Het verhaal is mij nog niet helemaal duidelijk. Je hebt 6 liganden in een symmetrische octaeder configuratie, maar je hebt maar 5 d-orbitalen, die hybridiseren. Hoe is dan de totale structuur en waarin komen de vrije electronenparen van de liganden? Alle 6 de liganden zijn toch gelijkwaardig? Dat moet wel, als het complex echt zuiver symmetrisch/octaeder is.

#6

Demico

    Demico


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 november 2006 - 12:13

DrQuico, bedankt voor je reactie, er is een hoop duidelijk geworden.

Ik heb het nu ook experimenteel bepaald en voor het NH3 complex heb ik een berekende waarde van 2.03 en voor het H2O complex heb ik 1.7 berekend.

De laatste waarde zal wel komen door een slordigheid in aflezen denk ik.

#7

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 november 2006 - 19:09

Het verhaal is mij nog niet helemaal duidelijk. Je hebt 6 liganden in een symmetrische octaeder configuratie, maar je hebt maar 5 d-orbitalen, die hybridiseren. Hoe is dan de totale structuur en waarin komen de vrije electronenparen van de liganden? Alle 6 de liganden zijn toch gelijkwaardig? Dat moet wel, als het complex echt zuiver symmetrisch/octaeder is.

De onduidelijkheid is denk ik ontstaan omdat ik enkel de frontier orbitalen heb getekend. Deze zijn niet-bindend of antibindend en dragen dus niet bij tot de binding van de liganden (mits er geen pi-binding optreedt).
Bij het hybridiseren wordt naast de d-orbitalen ook gebruik gemaakt van de hierboven liggende s en p orbitalen.

Het complete plaatje:
Geplaatste afbeelding

De combinatie van 9 + 6 atomaire orbitalen geeft een set van 15 moleculaire orbitalen.
De onderste 6 bindende orbitalen zijn volledig gevuld met de electronen van de liganden. De d-electronen moet je vervolgens verdelen over de niet-bindende en anti-bindende orbitalen.

verduidelijkt dit wat?

#8

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 november 2006 - 22:32

Bedankt voor deze uitleg. Dit maakt het voor mij mogelijk om nu het plaatje in te vullen en te bepalen waar al die electronen in gaan zitten.

Hoe wordt trouwens bepaald dat het zo in elkaar zit? Is dit het resultaat van zwaar kwantummechanisch rekenwerk? Of kan men dit beredeneren m.b.v. vereenvoudigingen?

#9

DrQuico

    DrQuico


  • >1k berichten
  • 2952 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 november 2006 - 00:28

Je kunt een dergelijk plaatje op grond van de symmetrie van de participerende orbitalen samenstellen. Net als bij de kleine moleculen zoals CO en CH4 alleen zit je nu ook nog met de d-orbitalen. Hiervoor moet je eigenlijk ook nog een onderverdeling in symmetrie maken in de 6 ligand orbitalen.
Als je dit niet vaak doet gaat het gemakkelijk fout. Het loont meer om het gewoon op te zoeken (dat doe ik tenminste).





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures