Komplexchemie Teil 4 - Kristall- und Ligandenfeldtheorie
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https://www.youtube.com/watch?v=6kkKIcfGDdo

Transkript (automatisch erstellt)

0:03 herzlich willkommen zu diesem vertiefungsvideo zum Thema Komplexchemie wir wollen uns hier mit der Kristall bzw ligantenfeldtheorie beschäftigen es geht
0:13 also um die Bindungen im Komplex wenn wir uns die Bindung zwischen ligant und Zentralatom vorstellen möchten können wir das als Wechselwirkung zwischen den
0:24 freien Elektronenpaaren des Liganden denn das ist ja Grundvoraussetzung eines Liganden und und leeren dorbitalen des zentralatoms vorstellen
0:34 also wir haben hier im Grunde ein leeres dorbital hier ein ligant mit freien elektronenpar so kommt die Bindung zustande und im Oktaeder stellen wir uns
0:48 das mit hybridorbitalen vor das wären sozusagen 6d2 SP3 hybridorbitale davon gibt's sech
0:58 Stück so das ist im Grunde auch wenn das mit den hybridorbitalen bisschen komplizierter klingt ist das die
1:07 einfache Art sich das vorzustellen einfach nur leeres Orbital oder hybridorbital und freies Elektrodenpaar kommt zusammen Bindung
1:16 fertig gut die Kristall bzw legantenfeldthorie die sagt aber etwas anderes es ist hier mit dieser Theorie z. nicht möglich die Farbigkeit von
1:27 komplexen zu erklären wir wollen uns nun mal die dorbitale genau gesagt 3D Orbitale genauer
1:38 anschauen und das sind fünf Stück so und ich leg jetzt einfach fest wir haben ein
1:48 Koordinatensystem hier die x-Achse hier die Y-Achse und weil wir uns im Raum befinden auch eine Z-Achse die ist aber hier sozusagen der Kamera ja kommt der
2:00 Kamera entgegen und wir schauen uns die entsprechenden die fünf 3D Orbitale an wir haben als erstes das sogenannte 3D
2:19 XY Orbital bei der bei dem die Orbital Lappen sozusagen hier genau zwischen die Achsen zeigen sieht also so aus in XY Ebene
2:34 3D XY dann haben wir als nächstes ein 3dxz Orbital das ist hier der Fall wenn ja sich diese Orbitale in der XZ
2:54 Ebene befinden hat die gleiche Form aber bei einer
3:02 anderen Achse also 3dxz und es folgt das
3:12 3dyz das mir gerade Modell runter gefallen aber das ist nicht so schlimm also es folgt das 3dyz Orbital also das gleiche im Grün
3:24 aber mit Y in der yzebene 3 dy Z sieht also so aus gut dann folgt
3:42 das Orbital das direkt das sich ebenfalls in XY Ebene befindet aber mit den orbitalen direkt auf den Achsen das ist
3:53 das 3 D x² - y² Orbital und zu guter Letzt haben wir noch das 3dz Orbital das hat so eine Form
4:12 hier das befindet sich hier direkt in zrichtung und das schreibe ich mal hier auf diese Seite also 3dz Quadrat sieht so aus das sind also
4:24 unsere fünf dorbitale gut dieses Modell der Kristall und ligantenfeldtheorie das beruht im
4:35 Grunde auf elektrostatischer Abstoßung heißt also wenn sich hier irgendwelche liganten annähern kommt es zu einer Abstoßung zu
4:48 einer Änderung der Energieniveaus und wie das ausschaut das sehen wir jetzt im Folgenden wir haben
4:58 fünf D
5:06 Orbitale nun könnten die in ein kugelsymmetrisches ligantenfeld kommen elektrostatische Abstoßung erfahren das hieß einfach nur dass ich diese fünf
5:15 Orbitale gleichmäßig anheben wir wollen jetzt aber ja das ganze in so einem gerichteten ligantenfeld haben heißt
5:26 also unsere liganten mit freien elektr kommen nun auf die Orbitale zugesaust und wir sehen klar
5:38 wenn ich das hier ebenso halte wie mit der Achse dass hier beim 3D X qur- Y qur die leganden hier hier hier und hier
5:54 Auftreffen also genau hier wechselwiken das dass da also eine große Abstoßung existiert und das bedeutet dass
6:05 das energetisch höher ist also das x²- Y Quadrat Energieniveau befindet sich
6:16 jetzt hier oben und das gleiche auch bei diesen liganten hier in zrichtung da haben wir das 3dz qu Orbital mit dem wirkt und demzufolge wird auch hier die
6:31 Energie angehoben also 3 oder nur DZ qu so bei den anderen orbitalen ist es nun so dass der Angriff hier erfolgt
6:43 oder hier erfolgt und hier erfolgt dass die wechselwirken auf jeden Fall nicht so stark ist demzufolge werden diese
6:51 Energieniveaus abgesenkt und befinden sich alle drei auf diesem Niveau und das ist das dxy DXZ und
7:04 DZ Orbital was wir nun also gesehen haben ist eine Aufspaltung die x² Y qur und Z
7:15 Quadrat Orbitale wurden angehoben die restlichen drei wurden abgesenkt so diese Orbitale bezeichnet man als e g
7:29 die sind entartet also das bedeutet im Grunde entartet und das sind die t2g Orbitale das bedeutet auch entartet aber eben Triplet oder Tripel
7:42 entartet als nichts anderes als dass hier drei Energieniveaus auf ja gleicher Höhe sozusagen sind und hier zwei okay dann haben wir hier zwischen
7:56 diesen Energieniveaus eine energii differfferenz und die bezeichnen wir als Delta
8:07 0 dieses Delta n0 diese Energiedifferenz die ist Abhängig sowohl von den liiganden als auch vom Zentralatom und ja das ist so eine
8:23 Energiedifferenz die diese Elektronen hier überwinden können also ein Elektron kann von hier nach hier springen beispielsweise durch
8:34 Lichtenergie und da dieses Delta 0 hier klar definiert ist heißt das auch hier werden ganz bestimmte Wellenlängen absorbiert die eben zur Anregung von
8:47 Elektronen nötig sind und das ist eine Erklärung für die Farbigkeit von komplexen
9:07 wenn wir jetzt die liganten ändern dann ändert sich hier an der Art der Aufspaltung nichts aber Delta 0 ändert sich und demzufolge
9:16 ändert sich auch sehr wahrscheinlich die Farbe des entstehenden m ja
9:26 komplexes so und dann können wir noch unterscheiden zwischen high Spin und Low Spin komplexen und wir wissen es gibt eine Spin paarungsenergie wenn hier
9:40 sozusagen jeweils ein wenn sich hier jeweils ein Elektron im Orbital befindet und wir müssen ein nächstes
9:51 verbauen dann gibt es nun die Möglichkeit dass wir das entweder hier mit hineinpacken da müssen wir Energie aufwenden oder es kommt hier oben hin
10:01 und wenn die spinparungsenergie größer ist als diese Energiedifferenz dann wird es hier oben hineingebaut und dann erhalten wir
10:11 sogenannte highpin komplexe und die haben viele ungepaarte Elektronen also highpinomplexe
10:25 heißt viele ungepaarte Elektronen und das heißt wir haben einen hohen
10:42 Paramagnetismus das aber nur am Rande ich denke das wichtigste bei den komplexen selbst ist erst einmal dass man diese Aufspaltung
10:53 dort verstanden hat eben indem sich die liganten ja genau in Richtung der orbitallappen annähern oder eben nicht
11:05 und ja weiterin wichtig ist dass man damit eben aufgrund dieser Energie Aufspaltung die Farbigkeit von komplexen erklären kann
11:17 das soll es eigentlich auch hier schon zur ligantenfelltheorie oder kristallfeldtheorie gewesen sein das
11:26 ganze ist natürlich auch möglich für andere Geometrien also andere komplexstrukturen z.B für pheder oder quadratisch planare komplexe das
11:40 möchte ich jetzt aber eigentlich nicht in dieses Video mit einbauen das kann bei Bedarf dann noch wiederholt werden oder in einem weiteren Video verfilmt
11:48 werden gut ich hoffe es war halbwegs verständlich für fragen Kommentare Anregung steht wie immer auf alteso.de die Kommentarfunktion zur
11:59 Verfügung die natürlich auch gerne genutzt werden darf gut ich bedanke mich fürs zuschauen und ja auf
12:14 Wiedersehen