본문내용
1. 무기화학실험 - Co(III) 착물의 합성 및 특성
1.1. 실험 목적
Co(III)의 6배위 팔면체 착물의 특징을 통해 리간드 치환반응에 대해 이해하고, [Co(NH3)4CO3]NO3와 [Co(NH3)5Cl]Cl2의 합성을 통해 각 반응의 메커니즘 및 속도론을 이해하며, 각 생성물의 확인 방법을 알아보는 것이 이 실험의 목적이다.
이 실험을 통해 배위결합과 착화합물, 결정장 이론, 리간드장 이론, Co(III)의 특징 등을 이해하고, Co(III) 착물의 합성과 특성 분석을 수행함으로써 전이금속 화학에 대한 깊이 있는 지식을 습득할 수 있을 것이다.
1.2. 실험 원리
1.2.1. 배위결합과 착화합물
배위결합은 비공유 전자쌍을 지니고 있는 분자나 이온이 전자쌍을 제공하는 결합이다. 배위 결합을 하기 위해서는 비공유 전자쌍을 가진 분자나 이온이, 비어 있는 오비탈을 지닌 원자, 분자, 이온 등과 만나야 한다. 배위 결합은 전이 금속 화합물에서 흔히 볼 수 있다. 배위 결합은 특히 금속 이온을 포함하는 착화합물을 설명하는 데 자주 쓰인다. 전자쌍을 제공하는 분자나 이온이 전이 금속 이온과 배위 공유결합에 의해 생성된 화합물이 착화합물이다. 이러한 착화합물에서 중심 금속 이온의 배위수와 배위 기하구조가 매우 중요한 특징이 된다.""
1.2.2. 결정장 이론
결정장 이론은 결정성이 있는 원자, 이온, 분자상에서 정전기적 힘에 의한 장을 뜻한다. 결정장 이론은 결정장 안에서 금속 이온의 전자 구조를 설명하는 이론으로, 점전하를 바탕으로 설명하고 있다.
자유로운 상태의 금속 원자 또는 이온의 d-오비탈은 에너지가 모두 같아 축퇴되어 있다. 그러나 정전기장에서는 d-오비탈의 에너지가 나뉘어 축퇴도가 감소하게 된다. 즉, 금속 이온의 d-오비탈이 리간드가 제공하는 6개 전자쌍들이 만드는 팔면체 정전기장에 놓여 있을 때, d-오비탈의 전자들이 정전기장에 의해 반발을 받게 된다.
이 중에서 eg대칭을 가지는 dx^2-y^2, dz^2오비탈은 리간드의 전자쌍들과 같은 축 상에서 상호작용하므로 오비탈의 에너지가 상대적으로 올라간다. 반면에 리간드의 전자쌍 사이에 위치한 dxy, dxz, dyz오비탈(t2g대칭)들은 정전기장에 의해 상대적으로 적게 영향을 받아 에너지 준위가 낮아지게 된다.
이러한 두 그룹의 에너지 준위 차이를 Δo(또는 10Dq)라고 하며, 이것은 리간드의 분광화학적 계열을 따라 증가하며 금속 원자의 종류와 전하에 따라 변화한다. 따라서 Δo는 d-오비탈을 갈라지게 하는 능력을 나타내는 척도가 된다.
1.2.3. 리간드장 이론
리간드장 이론(Ligan...
1
2
3
4
5
6