Efecto jahn-teller

efecto jahn -Teller é responsable da distorsión tetragonal do Ion Hexaacuacobre (II), 2+ complexos, que debería ter unha xeometría octaédrica. As dúas distancias axiais cu-o son de 238 p.m.], mentres que as catro distancias ecuatoriales cu-o son ~ 195 pm.

up: campo de ligando octaedral (esquerda) e distorsionado por Jahn-teller (dereita). Abaixo: Niveis de enerxía asociados de orbitales moleculares.

O efecto JAHN-Teller está dado en sistemas (xeralmente compostos de coordinación de metal de transición) no que hai varios niveis de enerxía degenerados e non igualmente ocupado. Nestes casos, o teorema de Jahn-Teller prevé que o sistema experimentará unha distorsión, polo que algúns destes niveis serán estabilizados e outros serán desestabilizados. Ao non ser todos os niveis igualmente ocupados, o desestabilizado será o máis baleiro e o sistema terá unha menor enerxía. O teorema non predice o intenso que o efecto estará en cada caso particular.

atopouse con máis frecuencia nos complexos octaédricos de metais de transición. O fenómeno é moi común en complexos de cobre (ii) hexacordinatos. A configuración electrónica D9 deste ión ofrece tres electróns nos dous orbitales, por exemplo, degenerados, o que leva a un estado fundamental fundamental dobremente degenerado. Detas complexos distorsionáronse ao longo dun dos eixes cuádruptos moleculares (sempre etiquetados como o eixo z), que ten o efecto de eliminar as dexeneracións orbitales e electrónicas e reducir a enerxía xeral. A distorsión normalmente leva o camiño para alargar as ligazóns aos ligandos que están situados ao longo do eixo z, pero ás veces ocorre como un acortador destes enlaces (o teorema de Jahn-Teller non predecir a dirección da distorsión, só a presenza de xeometría inestable) .. Cando se produce tal alongación, o efecto é diminuír a repulsión electrostática entre o par de electróns do ligando (base lewis) e calquera electrón nos orbitales cun compoñente z, diminuíndo así a enerxía do complexo. O centro de investimento está preservado despois da distorsión. A distorsión da simetría octaédrica para dar un octeedro alargado axialmente, estabiliza o orbital DX2-Y2, que está ocupado por dous electróns e desestabiliza o DZ2, que está ocupado por un electrón.

jt efecto en complexos de alta xira

Nos complexos octaédricos, o efecto Jahn-Teller é máis pronunciado cando un número impar de electróns ocupa por exemplo orbitales. Esta situación preséntase en complexos co D9, D7 de configuracións D7 D7 de baixa ridícula, todas elas que teñen degilmente degenerados estados fundamentais. Isto é porque, por exemplo, os orbitales están na mesma dirección que ligandos, polo que a distorsión representa unha gran estabilización de enerxía.

Tomando como exemplo un complexo de alto espírito, por exemplo un D4 (T32Ge1G), o cuarto electrónico D pode ocupar o DX ²-y² ou DZ ² con igual enerxía. Se o orbital DX²-Y² está ocupado, os 4 ligandos ecuatoriales son rexeitados, o que resulta na compresión do octaedro. Se, por outra banda, o Dz Órbital está ocupado, só os dous ligandos dispostos axilmente son rexeitados, o que leva a un estiramento de octaedro na dirección Z. En ambos casos, a ocupación do orbital reducido conduce a unha ganancia enerxética, aínda que non é moi grande, que é coñecida como a enerxía de estabilización de Jahn-Teller. Se está estirado ou comprimido depende, entre outras cousas, da contração. Por exemplo, dependendo da contraionería, un complexo 4 – ás veces se atopa como un complexo comprimido octaédrico ou un complexo octaédrico estendido. Outros, como 2+ con óxido de piridina, incluso teñen unha estrutura que fluctúa entre as dúas formas (ver a imaxe á esquerda).

Estrictamente falando, o efecto tamén ocorre cando hai unha dexeneración debida ao Os electróns nos orbitales T2G (é dicir, configuracións como D1 ou D2, que están degenerados). Nestes casos, con todo, o efecto é moito menos perceptible, porque hai unha diminución moito menor na repulsión ao levar os ligandos máis lonxe dos orbitales T2G, que non apuntan directamente aos ligandos (ver a táboa a continuación). O mesmo é certo en complexos tetraédricos (por exemplo, o manganato: a distorsión é moi sutil porque hai menos estabilización para gañar porque os ligandos non apuntan directamente aos orbitales).También existe este efecto en complejos d8 con geometría cuadrado-planar (Hibridación DSP2), en Donde Los Orbitales Dz2, DXZ Y DYZ Son os de máis Baja Energía.

Los efectos esperados para complejos Octaédrics se encuentran en la siguiente tabla: