स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला: Difference between revisions

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एक स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला [[लिगेंड]] ताकत द्वारा आदेशित लिगैंड्स की एक सूची है, और [[ऑक्सीकरण संख्या]], समूह और तत्व के आधार पर धातु आयनों की एक सूची है।एक धातु आयन के लिए, लिगेंड डी ऑर्बिटल्स के बीच ऊर्जा Δ में अंतर को संशोधित करते हैं, जिसे लिगैंड फील्ड थ्योरी में लिगैंड-फील्ड स्प्लिटिंग पैरामीटर या क्रिस्टल फील्ड थ्योरी में क्रिस्टल-फील्ड स्प्लिटिंग पैरामीटर कहा जाता है। स्प्लिटिंग पैरामीटर आयन के इलेक्ट्रॉनिक और [[मैग्नेटोकेमिस्ट्री]] जैसे [[स्पिन स्टेट्स (डी इलेक्ट्रॉन)]] और इसके रंग और अवशोषण स्पेक्ट्रम जैसे ऑप्टिकल गुणों में परिलक्षित होता है।
एक स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला [[लिगेंड]] ताकत द्वारा आदेशित लिगैंड्स की एक सूची है, और [[ऑक्सीकरण संख्या]], समूह और तत्व के आधार पर धातु आयनों की एक सूची है।एक धातु आयन के लिए, लिगेंड डी ऑर्बिटल्स के बीच ऊर्जा Δ में अंतर को संशोधित करते हैं, जिसे लिगैंड क्षेत्र सिद्धांतमें लिगैंड-क्षेत्र विखंडन मापदण्ड या क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत में क्रिस्टल-क्षेत्र विखंडन मापदण्ड कहा जाता है। विभाजन मापदण्ड आयन के इलेक्ट्रॉनिक और चुंबकीय गुणों जैसे कि इसकी स्पिन अवस्था और प्रकाश संबंधी गुणों जैसे कि इसके रंग और अवशोषण स्पेक्ट्रम में परिलक्षित होता है।
 
A '''spectrochemical series''' is a list of ligands ordered by ligand "strength", and a list of metal ions based on oxidation number, group and element. For a metal ion, the ligands modify the difference in energy '''Δ''' between the d orbitals, called the '''ligand-field splitting parameter''' in ligand field theory, or the '''crystal-field splitting parameter''' in crystal field theory. The splitting parameter is reflected in the ion's electronic and magnetic properties such as its spin state, and optical properties such as its color and absorption spectrum.


== लिगेंड्स की स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला ==
== लिगेंड्स की स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला ==
स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला को पहली बार 1938 में कोबाल्ट परिसरों के अवशोषण स्पेक्ट्रा के परिणामों के आधार पर प्रस्तावित किया गया था।<ref>{{cite journal |author= R. Tsuchida |title= Absorption Spectra of Co-ordination Compounds. I.  |year= 1938 |journal= Bull. Chem. Soc. Jpn. |volume= 13 |issue= 5 |pages= 388–400 |doi= 10.1246/bcsj.13.388 |doi-access= free }}</ref>
स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला को पहली बार 1938 में कोबाल्ट परिसरों के अवशोषण स्पेक्ट्रा के परिणामों के आधार पर प्रस्तावित किया गया था।<ref>{{cite journal |author= R. Tsuchida |title= Absorption Spectra of Co-ordination Compounds. I.  |year= 1938 |journal= Bull. Chem. Soc. Jpn. |volume= 13 |issue= 5 |pages= 388–400 |doi= 10.1246/bcsj.13.388 |doi-access= free }}</ref>
छोटे Δ से बड़े Δ तक लिगैंड्स की एक आंशिक स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला सूची नीचे दी गई है।{{cn|date=July 2022}} (एक तालिका के लिए, लिगेंड # सामान्य लिगेंड्स के उदाहरण (फ़ील्ड ताकत से) पृष्ठ देखें।)


:मैं<sup><nowiki>−</nowiki></sup> <Br<sup><nowiki>−</nowiki></sup> <एस<sup>2<nowiki>−</nowiki></sup> <थियोसाइनेट|एससीएन<sup><nowiki>−</nowiki></sup> (S–बंधित) <Cl<sup><nowiki>− </nowiki></sup><N<sub>3</sub><sup>-</sup> <एफ<sup><nowiki>−</nowiki></sup>< NCO<sup>-</सुप> <ओह<sup><nowiki>−</nowiki></sup> <ऑक्सालेट आयन|सी<sub>2</sub>O<sub>4</sub><sup>2<nowiki>−</nowiki></sup> <ओ<sup>2−</sup><एच<sub>2</sub>ओ <एसीएसी<sup>-</sup> (एसिटाइलएसीटोनेट) <आइसोथियोसाइनेट|NCS<sup><nowiki>−</nowiki></sup> (N–बंधित) <CH<sub>3</sub>सीएन <ग्लाई ([[ग्लाइसिन]]) <पीई ([[पिरिडीन]]) <एनएच<sub>3</sub> <एन ([[एथिलीनडायमाइन]]) <बिपी (2,2'-बिपिरिडीन) <फेन (1,10-[[मैच पहेली और आरओ लाइन]]) <नहीं<sub>2</sub><sup><nowiki>−</nowiki></sup> (N–बंधित) <PPh<sub>3</sub> <सीएन<sup><nowiki>−</nowiki></sup> <CO
छोटे Δ से बड़े Δ तक लिगैंड्स की एक आंशिक स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला सूची नीचे दी गई है।{{cn|date=July 2022}}( तालिका के लिए, लिगेंड पृष्ठ देखें।)
 
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कमजोर क्षेत्र लिगेंड्स: H<sub>2</sub>O, F<sup>−</sup>, Cl<sup>−</sup>, OH<sup>−</sup>
 
मजबूत क्षेत्र लिगेंड:  CO, CN<sup>−</sup>, NH<sub>3</sub>, PPh<sub>3</sub>


कमजोर फील्ड लिगेंड्स: एच<sub>2</sub>ओह, एफ<sup><nowiki>−</nowiki></sup>, Cl<sup><nowiki>−</nowiki></sup>, ओह<sup><nowiki>−</nowiki></sup>
इस स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला के बाएं छोर पर व्यवस्थित लिगेंड को आम तौर पर कमजोर लिगेंड माना जाता है और 3डी स्तर के भीतर इलेक्ट्रॉनों की जबरन जोड़ी नहीं बना सकता है, और इस प्रकार बाहरी कक्षीय ऑक्टाहेड्रल परिसरों का निर्माण होता है जो उच्च स्पिन होते हैं। दूसरी ओर, दाहिने छोर पर स्थित लिगेंड मजबूत लिगेंड होते हैं और 3डी स्तर के भीतर इलेक्ट्रॉनों की जबरन जोड़ी के बाद आंतरिक कक्षीय ऑक्टाहेड्रल कॉम्प्लेक्स बनाते हैं और इसलिए इन्हें निम्न स्पिन लिगेंड कहा जाता है।


मजबूत फील्ड लिगेंड: सीओ, सीएन<sup><nowiki>−</nowiki></sup>, NH<sub>3</sub>, पीपीएच<sub>3</sub>
यद्यपि, यह ज्ञात है कि क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत की मान्यताओं के आधार पर एक उचित भविष्यवाणी के लिए स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला अनिवार्य रूप से पीछे की ओर है।<ref>7th page of http://science.marshall.edu/castella/chm448/chap11.pdf</ref> क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत से यह विचलन क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत की धातु और लिगैंड के बीच विशुद्ध रूप से आयनिक बंधों की धारणा की कमजोरी को उजागर करता है।
इस स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला के बाएं छोर पर व्यवस्थित लिगेंड को आम तौर पर कमजोर लिगेंड माना जाता है और 3डी स्तर के भीतर इलेक्ट्रॉनों की जबरन जोड़ी नहीं बना सकता है, और इस प्रकार बाहरी कक्षीय ऑक्टाहेड्रल परिसरों का निर्माण होता है जो स्पिन राज्य (डी इलेक्ट्रॉन) हैं। दूसरी ओर, दाहिने छोर पर स्थित लिगेंड मजबूत लिगेंड होते हैं और 3डी स्तर के भीतर इलेक्ट्रॉनों की जबरन जोड़ी के बाद आंतरिक कक्षीय ऑक्टाहेड्रल कॉम्प्लेक्स बनाते हैं और इसलिए इन्हें निम्न स्पिन लिगेंड कहा जाता है।


हालांकि, यह ज्ञात है कि क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत की मान्यताओं के आधार पर एक उचित भविष्यवाणी के लिए स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला अनिवार्य रूप से पीछे की ओर है।<ref>7th page of http://science.marshall.edu/castella/chm448/chap11.pdf</ref> क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत से यह विचलन क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत की धातु और लिगैंड के बीच विशुद्ध रूप से आयनिक बंधों की धारणा की कमजोरी को उजागर करता है।
स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला का क्रम इस समझ से प्राप्त किया जा सकता है कि लिगेंड को अक्सर उनके दाता या स्वीकर्ता क्षमताओं द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। कुछ, जैसे NH3, केवल σ आबंध दाता होते हैं, जिनमें π आबंधन अंतःक्रियाओं के लिए उपयुक्त समरूपता वाले कक्षक नहीं होते हैं। धातुओं के लिए इन लिगैंड्स द्वारा बंधन अपेक्षाकृत सरल है, अपेक्षाकृत कमजोर पारस्परिक क्रिया बनाने के लिए केवल σ बांड का उपयोग करना। σ बॉन्डिंग लिगैंड का एक और उदाहरण एथिलीनडायमाइन होगा  हालांकि, एथिलीनडायमाइन का अमोनिया की तुलना में अधिक मजबूत प्रभाव होता है, जिससे एक बड़ा लिगैंड क्षेत्र विखंडन Δ उत्पन्न होता है।


स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला का क्रम इस समझ से प्राप्त किया जा सकता है कि लिगेंड को अक्सर उनके दाता या स्वीकर्ता क्षमताओं द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। कुछ, एनएच की तरह<sub>3</sub>, केवल σ बॉन्ड डोनर हैं, जिनमें π बॉन्डिंग इंटरैक्शन के लिए उपयुक्त समरूपता के ऑर्बिटल्स नहीं हैं। धातुओं के लिए इन लिगैंड्स द्वारा बॉन्डिंग अपेक्षाकृत सरल है, अपेक्षाकृत कमजोर इंटरैक्शन बनाने के लिए केवल σ बांड का उपयोग करना। σ बॉन्डिंग लिगैंड का एक और उदाहरण एथिलीनडायमाइन होगा; हालांकि, एथिलीनडायमाइन का अमोनिया की तुलना में अधिक मजबूत प्रभाव होता है, जिससे एक बड़ा लिगैंड फील्ड स्प्लिट, Δ उत्पन्न होता है।
लिगैंड्स जिन्होंने पी ऑर्बिटल्स पर कब्जा कर लिया है वे संभावित रूप से π दाता हैं। इस प्रकार के लिगेंड इन इलेक्ट्रॉनों को σ बॉन्डिंग इलेक्ट्रॉनों के साथ धातु को दान करते हैं, मजबूत धातु-लिगैंड पारस्परिक क्रिया प्रदर्शित करते हैं और Δ की प्रभावी कमी होती है। अधिकांश हलाइड लिगेंड और साथ ही OH<sup><nowiki>−</nowiki></sup> π डोनर लिगेंड्स के प्राथमिक उदाहरण हैं।


लिगैंड्स जिन्होंने पी ऑर्बिटल्स पर कब्जा कर लिया है वे संभावित रूप से π दाता हैं। इस प्रकार के लिगेंड इन इलेक्ट्रॉनों को σ बॉन्डिंग इलेक्ट्रॉनों के साथ धातु को दान करते हैं, मजबूत धातु-लिगैंड इंटरैक्शन प्रदर्शित करते हैं और Δ की प्रभावी कमी होती है। अधिकांश हलाइड लिगेंड और साथ ही ओएच<sup><nowiki>−</nowiki></sup> π डोनर लिगेंड्स के प्राथमिक उदाहरण हैं।
जब लिगेंड में उपयुक्त ऊर्जा के π* और d कक्षक खाली होते हैं, तो pi बैकबॉन्डिंग की संभावना होती है, और लिगेंड π स्वीकर्ता हो सकते हैं। बॉन्डिंग स्कीम का यह जोड़ Δ बढ़ाता है। लिगेंड जो इसे बहुत प्रभावी ढंग से करते हैं उनमें CN−, CO, सम्मिलित है, सीओ, और कई अन्य सम्मिलित है।<ref>{{cite book|last1=Miessler|first1=Gary|last2=Tarr|first2=Donald|title=Inorganic Chemistry|date=2011|publisher=Prentice Hall|isbn=978-0-13-612866-3|pages=395–396|edition=4th}}</ref>


जब लिगेंड में उपयुक्त ऊर्जा के π* और d कक्षक खाली होते हैं, तो pi बैकबॉन्डिंग की संभावना होती है, और लिगेंड π स्वीकर्ता हो सकते हैं। बॉन्डिंग स्कीम का यह जोड़ Δ बढ़ाता है। लिगेंड जो इसे बहुत प्रभावी ढंग से करते हैं उनमें सीएन शामिल है<sup><nowiki>−</nowiki></sup>, सीओ, और कई अन्य।<ref>{{cite book|last1=Miessler|first1=Gary|last2=Tarr|first2=Donald|title=Inorganic Chemistry|date=2011|publisher=Prentice Hall|isbn=978-0-13-612866-3|pages=395–396|edition=4th}}</ref>




== धातुओं की स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला ==
== धातुओं की स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला ==
[[धातु आयन]]ों को Δ बढ़ाने के क्रम में भी व्यवस्थित किया जा सकता है, और यह क्रम काफी हद तक लिगैंड की पहचान से स्वतंत्र है।<ref name="eSc">{{Cite web|url=http://www.everyscience.com/Chemistry/Inorganic/Crystal_and_Ligand_Field_Theories/b.1013.php|title = The Spectrochemical Series – Every Science}}</ref>
[[धातु आयन|धातु]] आयनों को Δ बढ़ाने के क्रम में भी व्यवस्थित किया जा सकता है, और यह क्रम काफी हद तक लिगैंड की पहचान से स्वतंत्र है।<ref name="eSc">{{Cite web|url=http://www.everyscience.com/Chemistry/Inorganic/Crystal_and_Ligand_Field_Theories/b.1013.php|title = The Spectrochemical Series – Every Science}}</ref>
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सामान्य तौर पर, यह कहना संभव नहीं है कि दिया गया लिगैंड किसी दिए गए धातु आयन पर एक मजबूत क्षेत्र या एक कमजोर क्षेत्र उत्पन्न करेगा या नहीं। हालाँकि, जब हम धातु आयन पर विचार करते हैं, तो निम्नलिखित दो उपयोगी प्रवृत्तियाँ देखी जाती हैं:
सामान्य तौर पर, यह कहना संभव नहीं है कि दिया गया लिगैंड किसी दिए गए धातु आयन पर एक मजबूत क्षेत्र या एक कमजोर क्षेत्र उत्पन्न करेगा या नहीं। यद्यपि, जब हम धातु आयन पर विचार करते हैं, तो निम्नलिखित दो उपयोगी प्रवृत्तियाँ देखी जाती हैं:
*Δ बढ़ती ऑक्सीकरण संख्या के साथ बढ़ता है, और
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*Δ एक समूह में नीचे की ओर बढ़ता है।<ref name="eSc"/>
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Revision as of 20:36, 22 February 2023

एक स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला लिगेंड ताकत द्वारा आदेशित लिगैंड्स की एक सूची है, और ऑक्सीकरण संख्या, समूह और तत्व के आधार पर धातु आयनों की एक सूची है।एक धातु आयन के लिए, लिगेंड डी ऑर्बिटल्स के बीच ऊर्जा Δ में अंतर को संशोधित करते हैं, जिसे लिगैंड क्षेत्र सिद्धांतमें लिगैंड-क्षेत्र विखंडन मापदण्ड या क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत में क्रिस्टल-क्षेत्र विखंडन मापदण्ड कहा जाता है। विभाजन मापदण्ड आयन के इलेक्ट्रॉनिक और चुंबकीय गुणों जैसे कि इसकी स्पिन अवस्था और प्रकाश संबंधी गुणों जैसे कि इसके रंग और अवशोषण स्पेक्ट्रम में परिलक्षित होता है।

लिगेंड्स की स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला

स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला को पहली बार 1938 में कोबाल्ट परिसरों के अवशोषण स्पेक्ट्रा के परिणामों के आधार पर प्रस्तावित किया गया था।[1]

छोटे Δ से बड़े Δ तक लिगैंड्स की एक आंशिक स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला सूची नीचे दी गई है।[citation needed]( तालिका के लिए, लिगेंड पृष्ठ देखें।)

I− < Br− < S2− < SCN− (S–बंधित) < Cl− < N3− < F−< NCO− < OH− < C2O42− < O2−< H2O < acac− (एसिटाइलएसीटोनेट) < NCS− (N–बंधित) < CH3CN < gly (ग्लाइसिन) < py (पिरिडीन) < NH3 < en (एथिलीनडायमाइन) < bipy (2,2'-बाइपिरिडीन) < phen (1,10-फिनैन्थ्रोलीन) < NO2− (N–बंधित) < PPh3 < CN− < CO

कमजोर क्षेत्र लिगेंड्स: H2O, F−, Cl−, OH−

मजबूत क्षेत्र लिगेंड: CO, CN−, NH3, PPh3

इस स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला के बाएं छोर पर व्यवस्थित लिगेंड को आम तौर पर कमजोर लिगेंड माना जाता है और 3डी स्तर के भीतर इलेक्ट्रॉनों की जबरन जोड़ी नहीं बना सकता है, और इस प्रकार बाहरी कक्षीय ऑक्टाहेड्रल परिसरों का निर्माण होता है जो उच्च स्पिन होते हैं। दूसरी ओर, दाहिने छोर पर स्थित लिगेंड मजबूत लिगेंड होते हैं और 3डी स्तर के भीतर इलेक्ट्रॉनों की जबरन जोड़ी के बाद आंतरिक कक्षीय ऑक्टाहेड्रल कॉम्प्लेक्स बनाते हैं और इसलिए इन्हें निम्न स्पिन लिगेंड कहा जाता है।

यद्यपि, यह ज्ञात है कि क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत की मान्यताओं के आधार पर एक उचित भविष्यवाणी के लिए स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला अनिवार्य रूप से पीछे की ओर है।[2] क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत से यह विचलन क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत की धातु और लिगैंड के बीच विशुद्ध रूप से आयनिक बंधों की धारणा की कमजोरी को उजागर करता है।

स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला का क्रम इस समझ से प्राप्त किया जा सकता है कि लिगेंड को अक्सर उनके दाता या स्वीकर्ता क्षमताओं द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। कुछ, जैसे NH3, केवल σ आबंध दाता होते हैं, जिनमें π आबंधन अंतःक्रियाओं के लिए उपयुक्त समरूपता वाले कक्षक नहीं होते हैं। धातुओं के लिए इन लिगैंड्स द्वारा बंधन अपेक्षाकृत सरल है, अपेक्षाकृत कमजोर पारस्परिक क्रिया बनाने के लिए केवल σ बांड का उपयोग करना। σ बॉन्डिंग लिगैंड का एक और उदाहरण एथिलीनडायमाइन होगा हालांकि, एथिलीनडायमाइन का अमोनिया की तुलना में अधिक मजबूत प्रभाव होता है, जिससे एक बड़ा लिगैंड क्षेत्र विखंडन Δ उत्पन्न होता है।

लिगैंड्स जिन्होंने पी ऑर्बिटल्स पर कब्जा कर लिया है वे संभावित रूप से π दाता हैं। इस प्रकार के लिगेंड इन इलेक्ट्रॉनों को σ बॉन्डिंग इलेक्ट्रॉनों के साथ धातु को दान करते हैं, मजबूत धातु-लिगैंड पारस्परिक क्रिया प्रदर्शित करते हैं और Δ की प्रभावी कमी होती है। अधिकांश हलाइड लिगेंड और साथ ही OH− π डोनर लिगेंड्स के प्राथमिक उदाहरण हैं।

जब लिगेंड में उपयुक्त ऊर्जा के π* और d कक्षक खाली होते हैं, तो pi बैकबॉन्डिंग की संभावना होती है, और लिगेंड π स्वीकर्ता हो सकते हैं। बॉन्डिंग स्कीम का यह जोड़ Δ बढ़ाता है। लिगेंड जो इसे बहुत प्रभावी ढंग से करते हैं उनमें CN−, CO, सम्मिलित है, सीओ, और कई अन्य सम्मिलित है।[3]


धातुओं की स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला

धातु आयनों को Δ बढ़ाने के क्रम में भी व्यवस्थित किया जा सकता है, और यह क्रम काफी हद तक लिगैंड की पहचान से स्वतंत्र है।[4]

Mn2+ < Ni2+ < Co2+ < Fe2+ < V2+ < Fe3+ < Cr3+ < V3+ < Co3+

सामान्य तौर पर, यह कहना संभव नहीं है कि दिया गया लिगैंड किसी दिए गए धातु आयन पर एक मजबूत क्षेत्र या एक कमजोर क्षेत्र उत्पन्न करेगा या नहीं। यद्यपि, जब हम धातु आयन पर विचार करते हैं, तो निम्नलिखित दो उपयोगी प्रवृत्तियाँ देखी जाती हैं:

  • Δ बढ़ती ऑक्सीकरण संख्या के साथ बढ़ता है, और
  • Δ एक समूह में नीचे की ओर बढ़ता है।[4]


यह भी देखें


संदर्भ

  • Zumdahl, Steven S. Chemical Principles Fifth Edition. Boston: Houghton Mifflin Company, 2005. Pages 550-551 and 957-964.
  • D. F. Shriver and P. W. Atkins Inorganic Chemistry 3rd edition, Oxford University Press, 2001. Pages: 227-236.
  • James E. Huheey, Ellen A. Keiter, and Richard L. Keiter Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity 4th edition, HarperCollins College Publishers, 1993. Pages 405-408.
  1. ↑ R. Tsuchida (1938). "Absorption Spectra of Co-ordination Compounds. I." Bull. Chem. Soc. Jpn. 13 (5): 388–400. doi:10.1246/bcsj.13.388.
  2. ↑ 7th page of http://science.marshall.edu/castella/chm448/chap11.pdf
  3. ↑ Miessler, Gary; Tarr, Donald (2011). Inorganic Chemistry (4th ed.). Prentice Hall. pp. 395–396. ISBN 978-0-13-612866-3.
  4. ↑ 4.0 4.1 "The Spectrochemical Series – Every Science".
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