Energi i kemi og fysik

Ligander

Koordinationskemi handler om komplekser, hvor et centralt metal binder ligander, som donerer elektronpar. Ligandernes geometri og elektroniske virkning splitter d-orbitalernes energier og påvirker derfor farve, magnetisme, redoxkemi og reaktivitet.

H₂O, NH₃, Cl⁻ og CN⁻ er klassiske ligander. Monodentate ligander binder gennem ét donoratom, polydentate gennem flere og kan danne chelatringe.

Antallet af direkte donoratomer er koordinationstallet. Seks giver ofte oktaedrisk geometri, fire tetraedrisk eller kvadratplan, og to lineær. Metal, oxidationstrin og ligandstørrelse påvirker valget.

I et oktaedrisk felt ligger de d-orbitaler, der peger direkte mod ligander, højere i energi end de øvrige. Splitningen Δ_o sammenlignes med parringsenergien og bestemmer elektronfordelingen.

Lille Δ favoriserer ofte flere uparrede elektroner; stor Δ kan gøre parring i de lavere orbitaler mere fordelagtig. Derfor kan samme d-elektrontal give forskellig magnetisme med forskellige ligander.