Qumica de Coordinacin Espectroscopia electrnica Facultad de Qumica - UNAM

Notas de clase Redact: Jonathan Savion de los Santos 2015 1

Pasos rpidos para obtener el trmino espectroscpico (de la forma 2S+1L)

1.- Se obtiene la configuracin electrnica del tomo o in en cuestin (para una distribucin de N electrones). No olvidar el considerar si est sometido a fenmenos de ruptura de degeneracin). 2.- Se obtiene el valor de la multiplicidad de espn 2S+1, es decir, la cantidad de electrones desapareados ms uno. 3.- Se obtiene el valor mximo posible de acomodar de ML para la configuracin electrnica dada en el paso 1. Para ello, mover los valores originales a otros orbitales, de tal suerte que donde haya ms electrones, estn los valores mayores de ml. Para cada electrn, se toma el valor de ml del orbital donde se acomod (independientemente de su spn). El valor de ML mximo obtenido, ser la L a asignar en el trmino espectroscpico1. Recordar que: L = 0 S, L = 1 P, L = 2 D, L = 3 F, L = 4 G, y as sucesivamente (en orden alfabtico). 4.- Denotar como 2S+1L. Ejemplo 1: para el Si en su estado basal:

1.- La configuracin electrnica es 14Si = [Ne] 3s2 3p2 =

0 1 0 1

[Ne]3 3

ll mm

s p

+

+

(N = 14e-)

2.- Electrones desapareados: 2, 1 12 2 1S = + = ; 2S + 1 = 2(1) + 1 = 3 (triplete) 3.- Reordenando los valores originales de ml a los ml* que permiten obtener el mximo valor de ML:

**0 1 0 1

[Ne]3 3

ll mm

s p

+

+

, as, ML = 1 + 0 = 1 P

4.- Por tanto, para Si en el estado basal, el trmino espectroscpico es 3P (triplete P). Ejemplo 2: para el in Fe2+ en un arreglo Oh de bajo spn (Low Spin: LS):

1.- nicamente centrndonos en los electrones d, vemos que el Fe2+ es un d6, para LS en Oh queda:

1 2

2 1 0

2

l

l

m

g

m

g

e

t

+ +

+

+

2.- Electrones desapareados: 0, 1 12 2 1S = + = ; 2S + 1 = 2(0) + 1 = 1 (singulete)

3.- Reordenando los valores originales de ml a los ml* que permiten obtener el mximo valor de ML:

+ +

+

+

*

1 2

*

2 1 0

2

l

l

m

g

m

g

e

t

as, ML = (2 + 2) + (1 + 1) + (0 + 0) = 6 I 4.- Por tanto, el in Fe2+ (LS) en simetra Oh tiene como trmino espectroscpico 1I (singulete I). Desafos: (i) Repite el ejemplo 2, pero ahora considerando al Fe2+ como HS (High Spin: HS). Se llega al mismo trmino espectroscpico? (ii) Promueve un electrn apareado del nivel t2g al eg (en ambos sistemas: LS y HS) y obtn los trminos espectroscpicos para ambos. En qu se diferencian entre s?, cul crees que sea el de menor energa (a partir nicamente del trmino 2S+1L)? 1 Al usar ste mtodo (del mximo valor de ML), se obtiene siempre el trmino espectroscpico de menor energa para la configuracin dada; es decir, el de mayor multiplicidad de spn (2S+1) y mayor valor de L.