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Concept
Théorie du champ de ligands
Résumé
La théorie du champ de ligands ou modèle du champ de ligands décrit la liaison chimique, l'arrangement des orbitales et certaines autres caractéristiques de complexes de coordination impliquant un ion d'un métal de transition. Ce concept a été introduit en 1957 par Griffith et Orgel comme une description des complexes de métaux de transition plus exacte que celle proposée par la théorie du champ cristallin. Il applique cette dernière aux ions de métaux de transition en solution et fait appel à la théorie de l'orbitale moléculaire pour expliquer les différences d'interactions métal-ligand, et notamment la levée de dégénérescence des orbitales atomiques d dans de tels complexes. L'article de Griffith et Orgel explique les différences de couleurs des complexes de métaux de transition par l'occupation différente des orbitales de la sous-couche d incomplète : dans la mesure où les orbitales inoccupées participent aux liaisons avec les ligands, ces liaisons ont une influence sur les longueurs d'onde absorbées en solution.
L'ion d'un métal de transition contient neuf orbitales atomiques de valence : une orbitale (n+1)s, trois orbitales (n+1)p et cinq orbitales nd, où n est le nombre quantique principal ; chacune de ces orbitales pouvant contenir deux électrons, la règle des 18 électrons s'applique aux métaux de transition. Des ligands sont susceptibles de se lier à un ion métallique à l'aide de ces orbitales. La théorie du champ de ligand explique que ces orbitales sont affectées différemment lorsqu'elles baignent dans le champ des ligands environnants. Leur énergie est augmentée ou réduite selon les cas en fonction de la force de leur interaction avec ces ligands.
L'expression de la théorie du champ de ligand dépend fortement de la géométrie du complexe, mais on a coutume de l'introduire par la description des complexes octaédriques, dans lesquels six ligands se coordonnent à un ion métallique.
redresse=1.75|vignette| Représentation des orbitales moléculaires dans un complexe octaédrique faisant apparaître les niveaux de symétrie t et e séparés par l'écart d'énergie Δ.
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