晶体场理论是研究过渡族元素（络合物）化学键的理论。它在静电理论的基础上，结合量子力学和群论（研究物质对称的理论）的一些观点，来解释过渡族元素和镧系元素的物理和化学性质，着重研究配位体对中心离子的d轨道和f轨道的影响。

释义

一、晶体场理论的几个要点

二、d轨道能级分裂

三、分裂能

四、晶体场稳定能和八面体择位能

五、晶体场理论的应用

释义

crystal field theory简称CFT理论。之一。主要内容：(1)把配位键设想为完全带正电荷的阳离子与配体（视为点电荷或偶极子)之间的静电引力。(2)配体产生的静电场使金属原来五个简并的d轨道分裂成两组或两组以上能级不同的轨道，有的比晶体场中d轨道的平均能量降低了，有的升高了。分裂的情况主要决定于中心原子(或离子)和配体的本质以及配体的空间分布。(3)d电子在分裂的d轨道上重新排布，此时配位化合物体系总能量降低(这个总能量的降低值称为晶体场稳定化能(CFSE)。晶体场理论能较好地说明配位化合物中心原子(或离子)上的未成对电子数，并由此进一步说明配位化合物的光谱、磁性、颜色和稳定性等。

一、晶体场理论的几个要点

·过渡金属的离子处于周围阴离子或偶极分子的晶体场中，前者称为中心离子，后者称为配位体。中心离子与配位体之间的作用力是单纯的静电引力，把配位质点当作点电荷来处理 ，不考虑配位体的轨道电子对中心离子的作用。

·晶体场理论只能适用于离子晶体矿物，如硅酸盐、氧化物等。

·在负电荷的晶体场中，过渡金属中心阳离子d轨道的能级发生变化。这种变化取决于晶体场的强度（周围配位体的类型）和电场的配位性（配位体的对称性）。

简而言之，就是：

1、中心离子与配体之间看作纯粹的静电作用

2、中心离子d轨道在配体（场）作用下，发生能级分裂。

3、d电子在分裂后的d轨道上重排，改变了d电子的能量。

二、d轨道能级分裂

1、八面体场中d轨道能级分裂

2、四面体（场）中d轨道能级分裂

三、分裂能

1、概念:

分裂后最高能量d轨道的能量与最低能量d轨道能量之差。叫做d轨道分裂能（∆）

2、不同配体场中，d轨道分裂能值不同（上图）

3、影响分裂能大小因素

（1）对于同一M离子，∆随配位体不同而变化，如八面体中，

I-<Br-<Cl-<SCN-<OH-<C2O42-<H2O<NH3……<NO2-<CN-；这一序列称为光谱化学序列。按配位原子来说，∆大小为:卤素<氧<氮<碳

（2）相同配体，同一M元素，高价离子比低价∆大。

（3）相同配体，同一族，第三过渡系>第二过渡系>第一过渡系

四、晶体场稳定能和八面体择位能

在配体场作用下，d轨道发生分裂，d电子在分裂后d轨道总能量，叫做晶体场稳定能。

过渡族金属离子在八面体配位中所得到的总稳定能，称八面体晶体场稳定能。Cr3+、Ni2+、Co3+等离子将强烈选择八面体配位位置。

过渡金属离子在四面体配位中所得到的总稳定能，称四面体晶体场稳定能。Ti4+、Sc3+等离子将选择四面体配位位置。

五、晶体场理论的应用

1、配合物的磁性

（1）当p>∆，高自旋，所有F-的配合物p>∆，高自旋

（2）当p<∆，低自旋，CN-配合物p<∆，低自旋。

（3）正四面体配合物一般是高自旋∆<p

（4）对于d1、d2、d3、d8、d9、d10金属离子配合物不论弱场强场，只有1种排布，无高低自旋，只有d4~d7才分高低自旋。

2、解释配离子的空间构型:用CFSE判断。

3、解释配合物可见光谱（颜色）:d-d跃迁

4、配离子的稳定性:

用CFSE，其值越大，配合物越稳定。

六,晶体场理论在解释配体对中心离子的配合能力时不理想.此时应用配位场理论