स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला

एक स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला लिगेंड की शक्ति के आधार पर क्रमबद्ध की गयी सूची है, और ऑक्सीकरण संख्या, समूह और तत्व की ऑक्सीकरण संख्या आधार पर धातु आयनों की एक सूची है। एक धातु आयन के लिए, लिगेंड d ऑर्बिटल्स के बीच ऊर्जा Δ में अंतर को संशोधित करते हैं, जिसे लिगेंड क्षेत्र सिद्धांत में लिगेंड-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।

छोटे Δ से बड़े Δ तक लिगेंड की एक आंशिक स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला सूची नीचे दी गई है।( 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 लिगेंड्: H₂O, F⁻, Cl⁻, OH⁻

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

इस स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला के बाएं छोर पर व्यवस्थित लिगेंड को सामान्यतः कमजोर लिगेंड माना जाता है और यह 3d स्तर के भीतर इलेक्ट्रॉनों की मजबूत 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 मजबूत जोड़ी के बाद आंतरिक कक्षीय जटिल ऑक्टाहेड्रल 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। क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत से यह विचलन क्रिस्टल क्षेत्र सिद्धांत की धातु और लिगेंड 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 प्रायः 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 लिगेंड द्वारा प्राप्त बंध अपेक्षाकृत सरल है, अपेक्षाकृत कमजोर पारस्परिक क्रिया बनाने के लिए केवल σ बंध का उपयोग किया जाता है। σ बॉन्डिंग लिगेंड का एक और उदाहरण एथिलीनडायमाइन होगा सामान्यतः, एथिलीनडायमाइन का अमोनिया की तुलना में अधिक मजबूत प्रभाव होता है, जिससे एक बड़ा लिगेंड क्षेत्र विखंडन Δ उत्पन्न होता है।

लिगेंड जिनमे पी ऑर्बिटल्स उपस्थित होता 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-लिगेंड पारस्परिक क्रिया प्रदर्शित करते हैं और Δ में प्रभावी कमी होती है। अधिकांश हैलाइड लिगेंड और साथ ही OH⁻ π दाता लिगेंड् के प्राथमिक उदाहरण हैं।

जब लिगेंड में उपयुक्त ऊर्जा के π* और d कक्षक खाली होते हैं, तो पाई 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, और कई अन्य सम्मिलित है।

धातुओं की स्पेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला

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

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

सामान्यतः, यह कहना संभव नहीं है कि दिया गया लिगेंड 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।

यह भी देखें

• नेफिलाक्सेटिक प्रभाव

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.