착물의 원자가 결합론(valence bond theory)

착물의 원자가 결합론(valence bond theory)

공유 결합은 두 개의 원자 결합의 궤도함수 겹침으로 이루어진다. 보통의 공유결합 형성에서, 하나의 궤도 함수는 하나의 전자만을 가지고 있으며, 궤도 함수가 겹치면 전자가 두 개 있는 하나의 결합이 이루어진다. 그러나 착물에서는 두 개의 전자를 가지고 있는 리간드의 궤도 함수가 금속원자의 채워지지 않는 궤도 함수와 겹쳐야 한다. 원자가 결합론(VBT)은 착물의 전자구조에 대한 최초의 자세한 설명이다.

(1) 팔면체 착물

① 크롬원자의 전자배치는 [Ar] 3d54s1이다. 전이금속 이온이 되면, 최외각의 s전자(4s1)가 먼저 떨어져 나가고, 다음에 d전자가 떨어진다. 즉 Cr3+은 [Ar]3d3 배치를 가진다.

3d3전자들이 Hund규칙에 따라 스핀이 같은 방향으로 유지되면서, 각각의 궤도 함수에 배치된다. 비어있는 두 개의 3d궤도함수와 n=4껍질의 궤도함수는 리간드와의 결합에 쓰일 것이다.

6개의 :NH3리간드의 전자쌍이 Cr3+과 결합하려면 즉 6개의 동등한 결합을 이루려면 혼성궤도함수가 필요하다. 팔면체배열의 혼성궤도함수는 두 개의 d궤도함수와 4s궤도함수, 그리고 세 개의 4p궤도함수로 형성될 수 있다.…