ヤーン・テラー効果「錯体のひずみを説明する」

基礎

錯体の基底電子配置において軌道が縮退しているときは、正方歪みが起こる。

これはつまり、縮退を解消してより低エネルギー化するために錯体が歪む。

ひずみ

a

二つの配位子が中心金属イオンから離れるように動いた場合の正方歪み。

b

二つの配位子が中心金属イオンに近づくように動いた場合の正方歪み。

Jahn-Teller effect

六配位の銅（Ⅱ）のd^９錯体は、通常は八面体構造からかなり歪んで、顕著な正方歪みを示す。

高スピンd^４六配位錯体（Cr₂^＋やMn₃^＋）や、低スピンd^７六配位錯体（Ni₃^＋など）も同じような歪みを示すことがあるが、それほど一般的ではなく、歪む場合もCu2＋ほど顕著ではない。

これを、ヤーン・テラー効果という。

非直線形錯体の基底電子配置において軌道が縮退し、それらが非対称に占有されているとき、縮退を解消して低エネルギー化するように錯体は歪む。

詳細

正方ひずみとは、規則的な八面体がz軸に沿って伸び、xおよびy軸に沿って縮むことに対応し、結果としてe_g(d_z²)軌道のエネルギーは減少し、e_g(d_x²-_y²)軌道のエネルギーは上昇する。

つまり、１or３個の電子がe_g軌道を占有している時、正方にひずむことでエネルギー的に有利となる。

d⁹錯体を例にとる。

歪むことで、低エネルギーのd_z²軌道に２個の電子が入り、より高エネルギーのd_x²-y²軌道に１個の電子が入るようになる。

以下、d^９軌道の電子占有を示す。

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