원자가 결합 이론

조정 화합물 및 복합체는 구성되는 금속 원자/이온 및 리간드에 따라 다양한 색상, 형상 및 자기 거동을 나타낸다. 조정 단지의 결합 과 구조를 설명하기 위해, 라이너스 폴링은 혼성화의 개념과 원자 궤도의 중첩을 사용하여, 원자 채권 이론, 또는 VBT를 제안했다. VBT에 따르면 중앙 금속 원자 또는 이온 (루이스 산)은 적절한 에너지의 빈 궤도를 제공하기 위해 혼성화됩니다. 이 궤도는 채워진 리간드 궤도(Lewis 기지)에서 전자 쌍을 받아 좌표 공유 금속 리간드 결합을 형성한다. 혼성화 유형과 하이브리드 궤도의 수는 복합체의 형상을 결정합니다.

테트라헤드랄 복합체에서는 3개의 빈 p 궤도와 금속의 공판 1개가 혼성화되어 4개의 Sp³ 하이브리드 궤도를 형성하며, 이는 채워진 리간드 궤도와 겹쳐서 공유 좌표 결합을 형성한다. 마찬가지로, 6개의 하이브리드 궤도는 중앙 금속 이온(d²sp 3 또는 Sp³ d² 혼성화)에 빈 원자 궤도를 혼합하여 옥타히드랄 복합체를 위해 생성된다. 선형 복합체의 경우, 1s와 1p 궤도가 겹쳐져 두 개의 스프 하이브리드 궤도가 형성됩니다.

내부 및 외부 궤도 복합체

접근하는 리간드의 강도는 중앙 금속 이온에 대한 원자 궤도의 혼성화에 영향을 미친다. [Co(주)3)₆] 3+ 와같은 옥타헤드랄 복합체의 예를^{고려하십시오.} Co³⁺ 이온은3d 궤도에 6개의 전자를 포함하고 빈 4s와 4p 궤도가 있습니다. 강한 필드 리간드인 들어오는 NH₃ 리간드는 짝을 이루지 않은3d 전자를 강제로 재배열하고 다른 3d 전자와 페어링합니다. 이렇게 하면 빈3d 궤도 2개가 생성되며, 이 궤도는4s 1개와4p 궤도 를 결합하여 6개의 상응하는 d²sp³ 하이브리드 궤도를 형성합니다. 6개의 하이브리드 궤도는 암모니아 리간드의 채워진 원자 궤도와 겹쳐서 옥타히드랄 복합체를 형성한다. 금속의 내부 d(3d) 궤도가 혼성화에 참여하기 때문에[ Co(Co(주)3)_6]^3+는 내부 궤도 복합체이다. 페어링되지 않은 전자의 부재로 인해, 복합체는 다이자성이거나 낮은 스핀 복합체라고 불립니다.

[Co(Co))6]^3+와같은또 다른 옥타히드랄 복합체에서는 불소 리간드가 약한 필드 리간드이기 때문에 금속의3d⁶ 전자는 재배열되지 않는다. 혼성화를 위한 빈 궤도를 제공하기 위해 가장 바깥쪽에 있는 빈4d 궤도 중 2개는4대 1과4p 궤도를 결합하여 6개의 빈 하이브리드 궤도를 형성한다. 가장 바깥쪽 d 궤도가 사용되기 때문에 혼성화는 sp³d² 혼성화라고 하며, 복합체는 외부 궤도 복합체라고 한다. 페어링되지 않은 전자의 존재는 복잡한 파라자기하게 하며, 따라서 이러한 복합체는 고스핀 복합체라고도 합니다.

고스핀 또는 외부 궤도 복합체는 저스핀 또는 내부 궤도 복합체에 비해 더 비열하고 덜 안정적입니다(Sp ³d² 궤도의 높은 에너지로 인해).