Физические методы исследования. Часть 1. Бондарев Ю.М - 27 стр.

                                               27

                                                                                              (20)


      Т ак и м образом можно определи ть спи новое к вантовое чи сло S, а следовательно, и
чи сло неспаренны х элек тронов. С ледует отмети ть, что в реальны х соеди нени ях g-ф ак тор
неск ольк ои зменяется от вели чи ны "чи стоспи нового" значени я, равногодвум.
      Значени я χм парамагни тны х вещ ествмалы и не оченьудобны при объяснени и строени я
соеди нени й . П оэ томучащ е парамагни тную воспри и мчи вость х арак тери зую т э ф ф ек ти вны м
магни тны м моментом µeff, к оторы й определяется уравнени ем


                                                                                              (21)


Т огда при температуре 298 К "чи стоспи новое" значени е для одногонеспаренногоэ лек трона
µs = 1,73 магнетона Бора (µБ ), для двух - 3,46 µБ и т.д. В к лад други х ф ак торов, в первую
очередьспи н-орби тальноговзаи модей стви я, отражается на вели чи не g-ф ак тора и при води т к
тому, чтоµeff отли чается от µs.
      Знани е к оли чества неспаренны х элек тронов помогает понять нек оторы е особенности
размещ ени я элементов в П ери оди ческ ой си стеме Д .И . М енделеева. Т ак , элек тронны е
оболочк и , заполненны е полностью ли бо точно наполови ну, обладаю т повы ш енной
устой чи востью . С возрастани ем относи тельной атомной массы мы впервы е сталк и ваемся с
эти м ух рома. А установленоэ тои меннопои змерени ям магни тной воспри и мчи вости , к огда
бы лообнаружено, что атом х рома содержи т ш есть неспаренны х элек тронов, а не четы ре.
П равда, для этого при ш лось вы полни ть довольно тонк и е и змерени я на и золи рованны х
атомах в газовой ф азе, так к ак магни тны е свой ства проводни к ов не связаны с чи слом
неспаренны х элек тронов (потому что валентны е элек троны в металлах не при вязаны к
определенны м атомам, а х аоти ческ и дви жутся по всему к ри сталлу), а определяю тся
к вантовы ми зак онами (так назы ваемы е ди амагнети зм Ф ерми и парамагнети зм Л андау). В то
же время, напри мер, порядок заполнени я 5d- и 4f-орби талей в рядулантани дов не и зменяет
чи сла неспаренны х элек тронов, поэ тому прави льны е элек тронны е к онф и гураци и бы ли
установлены тольк о в 60-е годы путем к вантовомех ани ческ и х расчетов (по магни тны м
и змерени ям нельзя разли чи ть к онф и гураци и 5d1 и 4f1). Т ем не менее, магнетох и ми ческ и е
и сследовани я позволяю т установи ть э лек тронную к онф и гураци ю соеди нени й перех одны х
металлов, к оторы есоставляю т основух и ми и к оорди наци онны х (к омплек сны х ) соеди нени й .
      Коорди наци онны е соеди нени я образую тся, к ак прави ло, за счет донорно-ак цепторной
связи , то есть неподеленны е пары элек тронов ли гандов зани маю т вак антны е места на
орби талях центральногоатома. П ри этом к оли чествонеспаренны х э лек тронов и магни тны й
момент и онов-к омплек сообразователей остается так и м же, к ак и усвободногои она вгазовой
ф азе. Это справедли во для ак вак омплек сов перех одны х металлов, напри мер железа(II).
О днак о сущ ествую т так же магни тно-аномальны е к омплек сы , магни тны й момент к оторы х
ни же, чем у газообразного и она. И х э лек тронную струк туру можно объясни ть в рамк ах
метода валентны х связей следую щ и м образом. О чень многи е к омплек сны е соеди нени я
и мею т к оорди наци онное чи сло ш есть. Ш есть ли гандов си мметри чно расположены в
верш и нах ок таэдра. Д ля тогочтобы получи тьш естьги бри дны х орби талей , в и х образовани и
должны при нять участи е ш есть валентны х орби талей центрального атома: так ое
перераспределени е э лек тронной плотности назы вается sp3d2-ги бри ди заци ей (ср. с sp3-
ги бри ди заци ей атома углерода в алк анах , где четы ре связи направлены к верш и нам
тетраэ дра). О брати те вни мани е, чтовобразовани и ги бри дны х орби талей при ни маю т участи е
d-орби тали с так и м же порядк овы м номером, чтои s, p-орби тали . Этообъясняется тем, что
расположенны е ни же поэ нерги и внутренни е d-орби тали заняты собственны ми э лек тронами
и она металла. Д ля тогочтобы занять расположенны е ни же поэнерги и орби тали , ли ганды