Η βασική διαφορά μεταξύ συμπλεγμάτων υψηλού σπιν και συμπλεγμάτων χαμηλής σπιν είναι ότι τα σύμπλοκα υψηλού σπιν περιέχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια, ενώ τα σύμπλοκα χαμηλού σπιν τείνουν να περιέχουν ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια.
Οι όροι high spin και low spin σχετίζονται με συμπλέγματα συντονισμού. Αυτές ονομάζονται καταστάσεις περιστροφής συμπλεγμάτων. Μπορούμε να προσδιορίσουμε αυτές τις καταστάσεις χρησιμοποιώντας θεωρία κρυσταλλικού πεδίου και θεωρία πεδίων συνδέτη. Γενικά, τα οκταεδρικά σύμπλοκα και τα τετραεδρικά συμπλέγματα είναι υψηλής σπιν, ενώ τα τετράγωνα επίπεδα συμπλέγματα είναι χαμηλής περιστροφής.
Τι είναι τα συμπλέγματα High Spin;
Τα σύμπλοκα υψηλού σπιν είναι σύμπλοκα συντονισμού που περιέχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια σε υψηλά επίπεδα ενέργειας. Δεδομένου ότι περιέχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια, αυτά τα σύμπλοκα υψηλής σπιν είναι παραμαγνητικά σύμπλοκα. Αυτό σημαίνει ότι αυτά τα σύμπλοκα μπορούν να έλκονται από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.
Εικόνα 01: Διάγραμμα διαχωρισμού ενέργειας για σύμπλοκα υψηλής περιστροφής
Ένας διαχωρισμός υψηλής ενέργειας σπιν μιας ένωσης συμβαίνει όταν η ενέργεια που απαιτείται για το ζεύγος δύο ηλεκτρονίων είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απαιτείται για να τοποθετηθεί ένα ηλεκτρόνιο σε κατάσταση υψηλής ενέργειας. Συνήθως, τα οκταεδρικά και τετραεδρικά συμπλέγματα συντονισμού είναι σύμπλοκα υψηλής περιστροφής.
Τι είναι τα συμπλέγματα χαμηλής περιστροφής;
Τα σύμπλοκα χαμηλού σπιν είναι σύμπλοκα συντονισμού που περιέχουν ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια σε χαμηλά επίπεδα ενέργειας. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια στα σύμπλοκα χαμηλού σπιν (όλα τα ηλεκτρόνια είναι ζευγαρωμένα), είναι διαμαγνητικά. Αυτό σημαίνει ότι αυτές οι ενώσεις δεν μπορούν να έλκονται από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Η διάσπαση χαμηλής ενέργειας μιας ένωσης συμβαίνει όταν η ενέργεια που απαιτείται για τη σύζευξη δύο ηλεκτρονίων είναι χαμηλότερη από την ενέργεια που απαιτείται για να τοποθετηθεί ένα ηλεκτρόνιο σε κατάσταση χαμηλής ενέργειας. Συνήθως, τα συμπλέγματα τετράγωνου επιπέδου συντονισμού είναι συμπλέγματα χαμηλής περιστροφής.
Εικόνα 02: Διάγραμμα διαχωρισμού ενέργειας για σύμπλοκα χαμηλής περιστροφής
Για να προσδιορίσουμε εάν ένα δεδομένο σύμπλεγμα συντονισμού είναι σύμπλεγμα υψηλής περιστροφής ή σύμπλεγμα χαμηλής περιστροφής, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις ακόλουθες συμβουλές.
- Προσδιορισμός του σχήματος του συμπλέγματος
- Προσδιορισμός της κατάστασης οξείδωσης του μεταλλικού κέντρου
- Προσδιορισμός της διαμόρφωσης d ηλεκτρονίων του μετάλλου
- Προσδιορισμός του διαγράμματος κρυσταλλικού πεδίου του συμπλέγματος σε σχέση με τη γεωμετρία του
- Προσδιορισμός εάν η ενέργεια διάσπασης είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια σύζευξης
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των συμπλεγμάτων High Spin και Low Spin;
Η βασική διαφορά μεταξύ συμπλεγμάτων υψηλού και χαμηλού σπιν είναι ότι τα σύμπλοκα υψηλού σπιν περιέχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια, ενώ τα σύμπλοκα χαμηλού σπιν τείνουν να περιέχουν ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια. Στα σύμπλοκα υψηλού σπιν, η ενέργεια που απαιτείται για τη σύζευξη δύο ηλεκτρονίων είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια που απαιτείται για να τοποθετηθεί ένα ηλεκτρόνιο αυτού του συμπλέγματος σε υψηλό ενεργειακό επίπεδο. Αντίθετα, σε σύμπλοκα χαμηλού σπιν, η ενέργεια που απαιτείται για τη σύζευξη δύο ηλεκτρονίων είναι χαμηλότερη από την ενέργεια που απαιτείται για να τοποθετηθεί ένα ηλεκτρόνιο σε υψηλό ενεργειακό επίπεδο.
Επιπλέον, μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ συμπλεγμάτων υψηλού και χαμηλού σπιν είναι ότι τα σύμπλοκα υψηλού σπιν είναι παραμαγνητικά επειδή έχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια, αλλά τα σύμπλοκα χαμηλού σπιν είναι διαμαγνητικά επειδή έχουν όλα τα ηλεκτρόνια ζευγαρωμένα. Γενικά, οι τετραεδρικές και οκταεδρικές ενώσεις είναι υψηλής περιστροφής ενώ οι τετράγωνες επίπεδες ενώσεις είναι χαμηλής περιστροφής.
Σύνοψη – Σύμπλεγμα υψηλής περιστροφής έναντι χαμηλής περιστροφής
Υπάρχουν δύο τύποι καταστάσεων περιστροφής συμπλεγμάτων συντονισμού. Αυτές είναι η κατάσταση υψηλής περιστροφής και η κατάσταση χαμηλής περιστροφής. Η βασική διαφορά μεταξύ των συμπλεγμάτων υψηλού σπιν και χαμηλού σπιν είναι ότι τα σύμπλοκα υψηλού σπιν περιέχουν μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια, ενώ τα σύμπλοκα χαμηλής σπιν τείνουν να περιέχουν ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια.
