Effetto Jahn-Teller: stato degenere, complessi ottaedrici

Effetto Jahn-Teller: l’influenza della degenerazione degli stati elettronici sui complessi ottaedrici

L’effetto Jahn-Teller è un fenomeno che si verifica quando una molecola non lineare in uno stato elettronico degenere subisce una distorsione geometrica che elimina la degenerazione degli stati. Questa distorsione è particolarmente evidente nei complessi ottaedrici dei metalli di transizione, in cui i legami assiali possono differire in lunghezza rispetto a quelli equatoriali.

Nel caso di complessi ottaedrici, l’effetto Jahn-Teller è associato alla suddivisione degli orbitali atomici d in due gruppi: t_2g (comprendenti gli orbitali d_xz, d_yz, d_xy) ed e_g (comprendenti gli orbitali d_z² e d_x²-y²).

Un’importante considerazione riguarda gli stati elettronici degeneri, che rappresentano la possibilità per un elettrone di occupare orbitali degeneri in modo asimmetrico. Ad esempio, la configurazione d¹ è elettronicamente degenere poiché gli orbitali t_2g sono occupati in modo asimmetrico.

Nel caso di configurazioni come d⁹, la distribuzione asimmetrica della densità elettronica provoca un’allungamento dei legami lungo un determinato asse, influenzando l’energia complessiva del sistema. L’effetto Jahn-Teller si manifesta in presenza di degenerazione negli orbitali t_2g o e_g nei complessi ottaedrici dei metalli di transizione.

I complessi ottaedrici possono essere classificati come a basso spin e ad alto spin in base alla disposizione degli elettroni negli orbitali. L’effetto Jahn-Teller è rilevante soprattutto nei complessi a basso spin, in quanto gli orbitali e_g sono diretti nella direzione dei leganti, causando un considerevole guadagno energetico.

Possiamo identificare l’effetto Jahn-Teller attraverso tecniche spettroscopiche come la spettroscopia UV-Vis, l’IR e la spettroscopia Raman, in cui la distorsione provoca uno splitting delle bande.

In conclusione, l’effetto Jahn-Teller gioca un ruolo significativo nella geometria elettronica dei complessi ottaedrici, influenzando la loro stabilità e le loro proprietà spettroscopiche.