Hoá vô cơ

Tính chất từ và màu sắc phức chất

Electron d độc thân tạo mômen từ, còn chuyển dời điện tử hấp thụ một số bước sóng và tạo màu đặc trưng. Cả hai tính chất đều hé lộ cấu trúc điện tử trường phối tử.

Trực giácTrực giác: từ tính đếm spin; màu sắc ghi lại độ chênh năng lượng

Electron độc thân gần như một mômen từ nhỏ. Photon chỉ kích thích electron giữa các mức trường phối tử khi năng lượng phù hợp với chuyển dời được phép; các bước sóng bị loại khỏi ánh sáng trắng quyết định màu bù quan sát được.

Phổ thôngMức phổ thông: ion thuận từ và nghịch từ

Mômen spin-only μso dùng số electron độc thân n và magneton Bohr μB. Công thức bỏ qua đóng góp orbital và ghép spin–quỹ đạo, nên là ước lượng đầu tiên hữu ích cho nhiều ion kim loại chuyển tiếp dãy đầu chứ không chính xác cho mọi phức.

Đại họcĐại học: hấp thụ và quy tắc chọn

Năng lượng hấp thụ d–d xấp xỉ ΔE = hc/λ. Chuyển d–d bát diện thường yếu do bị cấm Laporte trong phức có tâm đối xứng; ghép dao động–điện tử làm quy tắc bớt nghiêm. Phức tứ diện không có tâm nghịch đảo nên dải d–d thường mạnh hơn.

Dải chuyển điện tích (phối tử sang kim loại hoặc kim loại sang phối tử) có thể mạnh hơn nhiều dải d–d. Vì thế màu đậm không nhất thiết phản ánh xác suất chuyển d–d lớn; phức nhạt màu vẫn có thể thuận từ.

Nâng caoTừ mômen và phổ đến cấu trúc điện tử

Độ cảm từ phụ thuộc nhiệt độ. Chất thuận từ kiểu Curie gần đúng tuân χM = C/T; sai lệch có thể chỉ ra ghép trao đổi, tách mức trường bằng không, chuyển spin hoặc đóng góp orbital. Khi so mômen thực nghiệm cần hiệu chỉnh nghịch từ của phối tử và electron lõi.

Với ion dⁿ, ký hiệu term và giản đồ Tanabe–Sugano dự đoán nhiều chuyển dời cùng năng lượng biến thiên theo trường. Cần kiểm tra gán phổ với số oxi hoá, hình học, trạng thái spin và quy tắc chọn, không chỉ suy luận từ màu.

Nghiên cứuNghiên cứu: chuyển đổi spin, từ học phân tử và quang vật lý