关于姜泰勒定理-北大药学院10年某题的讨论

用姜－泰勒效应解释Cu
离子为什么第一配合物稳定常数在其所在周期的过渡元素
中最大。

沙发
求解姜泰勒定理是什么？怎么解题
姜-泰勒效应(Jahn-Teller effect)，有时也被称为姜-泰勒变形。电子在简并轨道​中的不对称占据会导致分子的几何构型发生畸变, 从而降低分子的对称性和轨道的简并度, 使体系的能量进一步下降, 这种效应称为姜－泰勒效应。它描述了非线性分子的电子云在某些情形下发生的构型形变。主要出现在金属的化学反应中, 特别是某些金属染料的着色过程。
3楼
二楼解释得非常好，在这里只做些说明：
1、电子在简并轨道（能量一样的轨道）上的不对称占据，导致简并轨道失去简并，即部分轨道能量会下降，而另一部分轨道会能量上升，且轨道能量升降相等；这样，在电子填充时肯定优先占据能量低的轨道，这样必然导致低能量轨道的电子数多于高能量轨道的电子数，即体系的总能量进一步降低了，产生了额外的稳定性。
2、举例：如(2+)的稳定性，在八面体场中，d轨道分裂成两组dxy、dxz、dyz和dx2-y2、dz2；本来dx2-y2和dz2是简并轨道，但由于Cu(2+)的d9电子构型，必有一个轨道电子少一个，如果dx2-y2轨道上的电子少一个，那必然导致在x和y轴方向上对配体的排斥力小一些，这样会形成四个短键和两个长键，即拉长的八面体；如果是在dz2轨道上少一个电子，则会导致在z轴方向上对配体排斥弱一些，会形成两短四长的压缩八面体；由于四短两长结构短键多，因此相对更稳定一些，也就是(2+)形成的是四短两长结构，由于z轴上的两个配体离得太远，因此也可以近似看成不存在，那就变成平面正方形结构了。
4楼
比如说运用姜泰勒定理解释铜离子畸变、Irving-Williams顺序?求解
5楼
铜水合离子的畸变已经详细解答了；
而Irving-Williams顺序则与姜泰勒形变无关，只要理解，第一过渡系元素，随着金属离子的核电荷提高，其有效核电荷也提高，吸引配体的能力增强（或是从共价键角度：价轨道的能量越来越低），所以配合物的稳定性增强。
6楼
其实这一题的问法是：运用姜泰勒效应解释在同一周期中为何铜离子的稳定性最好？
7楼
“同一周期中铜离子的稳定性最好”这一说法是不准确的，如Mn(2+)、Zn(2+)都没有姜泰勒效应，其稳定性都比Cu(2+)高得多。
8楼
这个题目是北大研究生卷子里的老题目了
9楼
你可以自已作出判断，我想北大研究生卷原题或许不是这个意思。
大家都清楚：配离子的核心稳定性来自于化学键；
按晶体场理论的话，其次来自晶体场稳定化能；
而姜泰勒效应则是排在晶体场稳定化能之后，微不足道的弱贡献。我估计是回忆版的卷子?有点不详

我去查了下第四周期过渡金属元素的第一配合物稳定常数，确实是铜最大，由于姜泰勒效应造成的四短两长结构短键多，因此相对更稳定一些，第一个配体上去的时候是上在距中心原子距离较短的平面内的，所以结合较稳固