Série spectrochimique

En chimie de coordination, une série spectrochimique est une suite de ligands ordonnée par force de ligand croissante au sens de la théorie du champ de ligands. Il est également possible d'ordonner qualitativement une suite de cations métalliques par valeur croissante de l'écart d'énergie Δ entre orbitales d à la suite de la levée de dégénérescence induite par les ligands ; cet ordre s'avère en pratique être largement indépendant de la nature des ligands. La série spectrochimique de ligands a été proposée en 1938 à partir de spectres d'absorption de complexes de cobalt. Les ligands en haut de cette liste sont dits faibles car ils ne peuvent forcer l'appariement des électrons dans les orbitales d, ce qui conduit à peupler les orbitales externes d'électrons célibataires, ce qui conduit à un état haut spin. A contrario, les ligands en bas de cette liste sont dits forts car ils forcent l'appariement des électrons dans les orbitales d, ce qui limite le nombre d'électrons célibataires et conduit à un état bas spin. L'ordre de la série spectrochimique peut être déduit du fait qu'on classe généralement les ligands en fonction de leur capacité à être donneurs ou accepteurs. Certains ligands, comme l'ammoniac , sont des donneurs de liaison σ uniquement, étant dépourvus d'orbitale ayant la symétrie appropriée pour former des liaisons π. Les liaisons de tels ligands avec les métaux sont relativement faibles. L'éthylènediamine est également un ligand donneur de liaison σ, mais avec un effet plus fort que l'ammoniac, d'où une plus grande séparation Δ des orbitales d. Les ligands qui ont des orbitales p occupées sont potentiellement des donneurs π. Ces ligands ont tendance à faire intervenir des liaisons π en même temps qu'ils établissent des orbitales σ liantes, ce qui donne des interactions métal-ligand plus fortes et une plus faible séparation Δ des orbitales d. La plupart des halogénures ainsi que l'anion hydroxyde OH et la molécule d'eau sont des donneurs π.