高自旋與低自旋錯合物
/ hy-spin / loh-spin /
當一個金屬離子有四到七個 d 電子時，自然面臨一個抉擇。電子應當盡量鋪開、佔據盡可能多的軌域、保持自旋平行嗎？還是應當擠進最低的軌域、即使同軌域的夥伴彼此排斥也要配對？前一種選擇給出多未成對電子的高自旋錯合物；後一種給出少未成對電子的低自旋錯合物。哪一種勝出，是過渡金屬化學中後果最重大的決定之一。
設想一個八面體場中的 d6 離子，三個較低的 t2g 軌域與兩個較高的 eg 軌域被 delta-o 隔開。前三個電子各自落入 t2g。第四個電子此刻陷入兩難：它要麼與 t2g 中已有的電子配對——付出成對能 P，即把兩個電子塞進同一軌域的代價——要麼爬升到較高的 eg 組、改付分裂能 delta-o。較便宜的一方勝出。若 delta-o 大（強場配體），配對更便宜，電子堆進 t2g，得到配對最多的低自旋。若 delta-o 小（弱場配體），爬升更便宜，電子鋪進 eg，得到未成對自旋最多的高自旋。所以規則很簡單：把 delta 與 P 相比較。
這就是為什麼磁性是自旋態的直接讀數，也是為什麼同一金屬在一種錯合物裡有磁性、在另一種裡幾乎沒有。[Fe(H2O)6]2+ 是高自旋 d6、有四個未成對電子（順磁），而 [Fe(CN)6]4- 是低自旋 d6、沒有未成對電子（抗磁）——同樣的 Fe2+、相反的自旋態，因為氰根的大 delta 勝過成對能，而水的小 delta 勝不過。一個要緊的誠實之處：自旋態由 delta 與 P 的平衡決定，不是單憑金屬，它同樣取決於配體。
八面體 d6：高自旋把 t2g 填四個電子（一對加兩個單的）、eg 填兩個，留下四個未成對；低自旋把全部六個塞進 t2g、成三對，留下零個未成對。測量磁矩立刻告訴你手裡是哪一種——也就告訴你 delta-o 是否勝過了成對能。
通過磁性數清未成對電子，就直接揭示是高自旋還是低自旋。
高自旋/低自旋的抉擇只在八面體場的 d4 到 d7 之間出現；d1、d2、d3、d8、d9、d10 填充能階只有一種方式，因此沒有自旋態的模糊，而四面體錯合物幾乎總是高自旋，因為 delta-t 太小、永遠勝不過 P。