配合物的电子光谱与磁性

奥格尔图(Orgel diagram)

/ OR-gel /

一旦你接受自由离子的谱项会在配位场内劈开,自然要问的下一个问题就是:按什么样式劈开,以及随着场增强各能级往哪个方向走?奥格尔图正是回答这个问题的一张简单图。它是一张图:底轴是配位场的强度,纵轴是能量,图上你描出每个自由离子谱项随场增强而如何展开成一组状态。

读图很直接。自由离子坐在最左边、场为零处;向右移动,每个谱项劈成场所允许的若干状态,画成向上或向下倾斜的线。基态与上方各状态之间的间距,告诉你被允许的 d-d 跃迁的能量——正是你在光谱里会测到的那些谱带。奥格尔图内建了一个精巧的经济性:一张图能同时服务好几个离子——借助空穴形式,一个 dn 构型与它的互补构型表现得像镜像,而八面体与四面体情形通过把图翻转相互关联,所以一张图就涵盖了一整族。

奥格尔图是解读光谱的友好、定性工具:数出谱带,把它们对应到那些倾斜的线上,你就能指认跃迁、估算 delta-o。它刻意的局限正是诚实之处——它只显示与基态多重度相同的自旋允许谱项,并假定一个弱到中等的场、全程保持高自旋。它无法描述强场逼出低自旋时会发生什么,因为那涉及跨越到一个不同自旋的谱项。要描述那种情形,你需要更完整的 Tanabe-Sugano 图,而奥格尔图正是它的温和入门。

对于八面体镍(II)(一个 d8 离子),奥格尔图显示基态 3F 谱项劈成三个自旋允许的状态,预言三条 d-d 谱带——而真实的 [Ni(H2O)6]2+ 光谱确实显示三条谱带,其位置可从图上读出以提取 delta-o。

八面体镍(II) (d8):奥格尔图预言三条自旋允许的 d-d 谱带。

奥格尔图只显示与基态自旋多重度相同的谱项,并全程假定高自旋,所以它无法处理强场下的高自旋到低自旋的切换——而这恰恰是 Tanabe-Sugano 图所补上的。

又称
Orgel energy-level diagram奥格尔能级图奧格爾能級圖