高スピン錯体と低スピン錯体の大きな違いは、高スピン錯体には不対電子が含まれ、低スピン錯体には対電子が含まれる傾向があることである。

高スピン項と低スピン項は、複合体に関連している。これらは、錯体のスピン状態と呼ばれる。結晶場理論や配位子場理論を使って、これらの状態を決定することができるのです。一般に、八面体や四面体の錯体は高スピン、四角い平面の錯体は低スピンである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 高スピン複合体とは 3. 低スピン複合体とは 4. 横並び比較-高・低スピン複合体の表形式 5. まとめ

ハイスピン・コンプレックスは何ですか？

高スピン錯体とは、高いエネルギー準位の不対電子を含む配位錯体のことで、高スピン錯体とは、高エネルギー準位の不対電子を含む配位錯体のことである。不対電子を含むため、これらの高スピン錯体は常磁性である。つまり、これらの複合体は外部磁場によって引き寄せられることができるのだ。

図01：高スピン錯体のエネルギー分割図

化合物のスピンエネルギーは、2個の電子に必要なエネルギーが、電子を高エネルギー状態に置くのに必要なエネルギーより大きいとき、高分裂を起こす。一般に、八面体や四面体の配位錯体は高スピン錯体である。

ロースピン複合体は何ですか？

低スピン錯体とは、低いエネルギー準位にある対の電子を含む配位錯体のことである。低スピン錯体には不対電子が存在しないため（すべての電子が対になっている）、反磁性体である。つまり、これらの化合物は外部磁場には引き寄せられないのである。2個の電子が対になるのに必要なエネルギーが、1個の電子を低エネルギー状態にするのに必要なエネルギーより低いとき、化合物は低エネルギー分裂を起こす。一般に、正方形平面型配位錯体は低スピン錯体である。

図02：低スピン錯体のエネルギー分割図

ある配位錯体が高スピン錯体か低スピン錯体かを判断するためには、次のような手法がある。

1. 複合体の形状の決定
2. 金属中心の酸化状態の決定
3. 金属dの電子グループ化の決定
4. 複合体の結晶場図の幾何学的決定
5. 分裂エネルギーが対になるエネルギーより大きいかどうかの判断

ハイスピンとロースピン複合体の違い

高スピン錯体と低スピン錯体の大きな違いは、高スピン錯体には不対電子が含まれ、低スピン錯体には対電子が含まれる傾向があることである。高スピン複合体では、2個の電子を対にするために必要なエネルギーは、複合体中の1個の電子を高エネルギー準位に置くために必要なエネルギーよりも大きい。一方、低スピン複合体では、2個の電子を対にするのに必要なエネルギーは、1個の電子を高エネルギー準位に置くのに必要なエネルギーより低い。

また、高スピン化合物と低スピン化合物のもう一つの大きな違いは、高スピン化合物は不対電子を持つため常磁性であるのに対し、低スピン化合物はともに電子の対を持つため反磁性であることである。一般に四面体や八面体の化合物は高スピン、四角い平面の化合物は低スピンである。

概要 - ハイスピン vs. ロースピン複合体

配位子複合体は2つのスピン状態を持っています。高スピン状態と低スピン状態である。高スピン錯体と低スピン錯体の大きな違いは、高スピン錯体には不対電子が含まれ、低スピン錯体には対電子が含まれる傾向があることである。

引用

1 「高スピン錯体と低スピン錯体」化学LibreTexts、LibreTexts、2019年11月21日、こちらから入手可能です。"スピン状態（d電子）"ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2019年11月18日, こちらからご覧いただけます."高スピン・低スピン複合体"化学マスターズ、こちらで入手可能です。2 "スピン状態（d電子）"ウィキペディア、ウィキメディア財団、2019年11月18日、tr."高スピンと低スピン複合体"ケミストリーマスターズ