实验四 Cr(III) 配合物八面体晶体场分裂能(Δ。)的测定.ppt

实验四 Cr(III) 配合物八面体晶体场分裂能(Δ。)的测定
【实验目的】
【实验提要】
【仪器与试剂】
【实验内容与步骤】
【分裂能的测定】
【实验数据处理】
【注意】
【思考题】
【参考文献】
【实验目的】
1. 在溶液中无机合成几种Cr(III) 配合物
2. 测定其紫外可见光谱,(III) d轨道能级分裂的影响,并给出Cr(III)配合物配体的光谱化学系列。
【实验提要】
过渡金属离子形成配合物后,在配体场的作用下,金属离子的d 轨道分裂为能量不同的简并轨道。在八面体场的影响下,d 轨道分裂为两组:t2g(三个简并轨道)和eg(二个简并轨道),后者能量较高(见下图)。
图 d 轨道在八面体场的分裂能级图
eg 和t2g 轨道之间的能量差为分裂能,以Δo 表示。分裂能的大小与下列因素有关:
,Δo 按下列次序递减:
平面平方形场> 八面体场> 四面体场
,第一过渡系配合物其Δo 值:二价离子是7500~12500 cm-1,三价离子是14000~2500 cm-1。
,其Δo 值从第一过渡系到第二过渡系增加40%~50%,由第二过渡系到第三过渡系大约增加25%~30%。例如:
[Co(NH3)6]3+ Δo = 23000 cm-1
[Rh(NH3)6]3+ Δo = 34000 cm-1
[Ir(NH3)6]3+ Δo = 41000 cm-1
值
依实验所得的Δo 值可知,同一过渡金属离子与不同配体所生成的配合物,其Δo 值依次增大的顺序为:
I- < Br- < CL- < F- < OH- < C2O42- ~ H2O < NCS- < Py ~ NH3 < en <biPy < o-Phen < NO2- < CN-
上述次序称为光谱化学序列。
Cr3+离子(d3 组态)配合物的电子光谱应有三个吸收峰,相应的d 电子跃迁为
4A2g → 4T2g;( υ1 =10 Dq = Δo)
4A2g → 4T1g (F); υ2
4A2g → 4T1g (P); υ3
其中4A2g → 4T2g 跃迁的能量即为Cr3+离子八面体配合物的分裂能Δo。故Cr3+离子(d3)的八面体场的分裂能可由最大波长的吸收峰位置,按下式计算而得:
Δo = 1/ λ x 107 (cm-1)
式中λ为波长(nm)。
【仪器与试剂】
仪器: 紫外分光光度计,电子分析天平,玻璃棒,电吹风,10mL 圆底烧瓶,冷凝管,胶头滴管,布氏漏斗,100mL 容量瓶,50mL和10mL 烧杯。
药品: CrCl3·6H2O(s),甲醇,***,锌粉(s),乙二***,无水与95%乙醇,Cr(NO3)3·6H2O(s),H2C2O4(s),K2Cr2O7 (s),KCr(SO4)2·12H2O (s),Na2C2O4 (s),EDTA二钠盐(s)。
【实验内容与步骤】
1. [Cr(en)3]C13 的合成:
在10mL g CrCl3 mL 甲醇,待溶解后, 锌粉,加入小粒沸石后在瓶口装上回流冷凝管,在热水浴中回流。同时,量取2 mL 乙二***,用胶头滴管将乙二***缓慢地从冷凝管口滴入烧瓶,此时水浴控制在70~80℃。加完后继续回流45min。反应完毕后,冰水浴冷至有沉淀析出,抽滤,沉淀用10%的乙二***一甲醇溶液洗涤,最后再用l mL 95%的乙醇洗涤粉末状黄色产物[Cr(en)3]C13,空气中干燥,称量,保存于棕色瓶中,产率大于70%。
[Cr(C2O4)3]的合成
。,并不断搅拌,待反应完毕后,蒸发溶液近干,使晶体析出。冷却后用微型漏斗及吸滤瓶过滤,并用***洗涤晶体,得到暗绿色的K3[Cr(C2O4)3]·3H2O晶体,在烘箱内于110℃下烘干。
系列Cr(III)配合物溶液的配制:
1. 称取[Cr(en)3]C13 (s) g, 置于小烧杯中,用少量去离子水溶解,转移到100 mL容量瓶中,稀释至刻度()。
2. EDTA 二钠盐(s)溶于50 mL 去离子水中,加热使其全部溶解,然后调节pH 值为3 ~ 5, g (s)稍加热,得[CrEDTA]- 配合物溶液,取该溶液15 mL,将该溶液转移到100 mL 该容量瓶中,稀释至刻度()。