Η ΧΗΜΕΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΤΗΝ ΥΛΗ. Σημαντικές, Κατηγορίες Χημικών Ουσιών:3οΓ μέρος: ΤΕΣΣΕΡΕΣ ΘΕΩΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΦΥΣΗ ΤΩΝ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ: Γ. Κρυσταλλικού πεδίου 1950,

Δήμητρα Σπανού, χημικός, συνταξιούχος καθηγήτρια Μέσης Εκπαίδευσης από 30-6-2025

ΤΕΣΣΕΡΕΣ ΘΕΩΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΦΥΣΗ ΤΩΝ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ

Η φύση του χημικού δεσμού (σε απλές όσο και συνθετες ενώσεις) είναι η ίδια και περιγράφεται σε προηγούμενα κεφάλαια.

 Στις σύμπλοκες ενώσεις ο βασικός δεσμός είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης ενός κεντρικού ατόμου και άλλων ιόντων ή μορίων που διαθέτουν ένα μη δεσμικό ζεύγος ηλεκτρονίων. Η φύση της αλληλεπίδρασης  και του δεσμού εδώ  δεν προσδιορίζεται. Βέβαια, ισχύουν οι γενικότερες θεωρίες για τον χημικό δεσμό, όμως αυτές δεν επαρκούν για να ερμηνεύσουν ορισμένες από τις ειδικές ιδιότητες που παρατηρούνται στα σύμπλοκά, όπως, οι μαγνητικές ιδιότητες, το χρώμα τους και ορισμένες θερμοδυναμικές σταθερές τους. Έτσι λοιπόν τροποποιήθηκαν ώστε να είναι πιο αποτελεσματικές στην ερμηνεία της συμπεριφοράς και των ιδιοτήτων των συμπλόκων

Από τις θεωρίες αυτές οι επικρατέστερες είναι:

Η θεωρία του Sidgwick  (Werner)ή συντακτική θεωρία που διατυπώθηκει από τον  Alfred Werner to 1893

Η θεωρία του δεσμικού σθένους  από Linus Pauling το 1930

Η θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου από H. Beth κα J. H. Van Vlek 1950

Η θεωρία του πεδίου των υποκαταστατών - Θεωρία των μοριακών τροχιακών J. S. Griffith , L. G. Orgel 1957

συνέχεια από 2Β μέρος

Γ. Η θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου H. Beth κα J. H. Van Vlek1950

Με την θεωρία αυτή ερμηνεύεται η δομή των συμπλόκων ενώσεων με όρους ανάλογους με την ερμηνεία της κρυσταλλικής δομής των ενώσεων.

Την δομή κρυσταλλικής ένωσης απόκτά το σύμπλοκο από την επίδραση των υποκαταστατών που περιβάλλουν το κεντρικό ιόν με μια κατανομή ηλεκτρικού φορτίου, στα 5d εκδυλισμένα ηλεκτρονιακά τροχιακά τα οποία χάνουν τον εκφυλισμό τους και λαμβάνοντας πια συγκεκριμένες θέσεις αναλόγως των ηλεκτρικών δυνάμεων που δέχονται.

Δηλαδή,  η δημιουργία συμπλόκων είναι αποτέλεσμα ηλεκτροστατικών δυνάμεων που αναπτύσσονται μεταξύ του κεντρικού ιόντος και των υποκαταστατών κυρίως αρνητικά φορτισμένων. Είναι δυνάμεις ελκτικές αλλά και απωστικές των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων του κεντρικού ατόμου και των υποκαταστατών. Στα σύμπλοκα, οι υποκαταστάτες φορτισμένοι ή ουδέτεροι διευθετούνται γύρω από το κεντρικό ιόν όπως και στους κρυσταλλους

Η θεωρία των κρυστάλλων, όπως επεκτάθηκε και στα σύμπλοκα  εφαρμόστηκε με επιτυχία για την ερμηνεία ηλεκτρονικών ιδιοτήτων τους.

ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

 Μεγάλη σημασία σ' αυτήν την θεωρία έχει η επίδραση των απώσεων αυτών στα d τροχιακά του κεντρικού ατόμου .

τροχιακά  είναι τα: dx2-y2 , dxy, dyz, dzx,  dz2

Αυτό ερμηνεύεται ως εξής: Σε όλα τα στοιχεία μεταπτώσεως το άτομο στην αέρια φάση έχει όλα τα d τροχιακά ενεργειακά ισότιμα (εκφυλισμένα).  

Η θεωρία λέει πως όταν το άτομο ή ιόν αυτό βρεθεί μέσα σε ένα σφαιρικό ηλεκτρικό πεδίο (που παράγεται λόγω των ομοιόμορφα κατανεμημένων ηλεκτρονίων του υποκαταστάτη) η ενέργειά των d τροχιακών του ανυψώνεται αλλά  ο εκφυλισμός τους διατηρείται.

Λόγω του ότι το εξωτερικό πεδίο όμως δεν είναι ακριβώς σφαιρικό και τα σημειακά φορτία των υποκαταστατών βρίσκονται σε συγκεκριμένες θέσεις στον χώρο,  τα d τροχιακά του κεντρικού ατόμου- ιόντος υφίστανται διαφορετικά την επίδραση του εξωτερικού πεδίου των υποκαταστατών, άρα παύουν να είναι ενεργειακά ισότιμα, οπότε τα ηλεκτρόνια δεν έχουν πια την ίδια πιθανότητα να βρεθούν σε ένα οποιοδήποτε από αυτά και αυτό εξαρτάται από την γεωμετρία των συμπλόκων. 

Έτσι κάποια από  τα ηλεκτρόνια των d τροχιακών προωθούνται σε θέσεις  μικρότερης επίδρασης από το πεδίο και χαμηλότερης ενέργειας  t_2g  ενώ άλλα προωθούνται σε θέσεις με μεγαλύτερη επίδραση από το πεδίο των υποκαταστατών, υψηλότερη ενέργεια τα  e_g

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ Δ ή Dq

Η διαφορά ενέργειας e_g και t_2g ονομάζεται Ενέργεια διαχωρισμού κρυσταλλικού πεδίου Συμβολίζεατι με Δ (Ενέργεια σχάσης κρυσταλλικού πεδίου),

 είναι η διάσπαση που προκαλέι  το πεδίο του υποκαταστάτη και   η διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων των τροχιακών υψηλής και χαμηλής ενέργειας

Εξαρτάται

• Οξειδωτική κατάσταση μετάλλοιόντος: Υψηλές οξειδωτικές καταστάσεις του μετάλλου οδηγούν σε σύμπλοκα μεγαλύτερης Δο. 
• Φύση του μεταλλοιόντος (Γεωμετρία. Ατομικός αριθμός: στην ίδια περίοδο  με την αύξηση ΑΑ, έχουμε μείωση του Δ, ενώ στην ίδια ομάδα με  αύξηση του ΑΑ έχουμε αύξηση  Δ)
• Φύση του υποκαταστάτη. Αύξηση των τιμών του Δ ανάλογα με την φασματοσκοπική σειρά

Η ΙΣΧΥΣ ΤΩΝ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΤΩΝ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΚΗ ΣΕΙΡΑ

Οι υποκαταστάτες χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες 

1. Υποκαταστάτες ασθενούς πεδίου: I-, Br-, S-2, SCN-, F-, Cl-, OH-, Προκαλούν μικρό διαχωρισμό Δ Σχηματίζουν ενώσεις υψηλού σπιν

Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος του υποκαταστάτη (μέγεθος: Ι->Br-> Cl-> F-), τόσο ευκολότερα πλησιάζει το μεταλλικό κέντρο με απωστική δύναμη ισχυρότερη.

2. Υποκαταστάτες ενδιάμεσου πεδίου Η2Ο, ΝΗ3, διπυριδίνη,

3. Υποκαταστάτες ισχυρού πεδίου   ΝΟ2-, PPh3, CN-, ,CO-2 Προκαλούν μεγάλο διαχωρισμό Δ Σχηματίζουν ενώσεις χαμηλού σπιν. Οι υποκαταστάτες εδώ έχουν αυξανόμενη ικανότητα κα "κόβουν" τα d τροχιακόαπό αριστερά προς τα ξεξιά

ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Η Σταθεροποίηση του κρυσταλλικού πεδίου του συμπλόκου εξαρτάται από Ενέργεια Σταθεροποίησης Κρυσταλλικού Πεδίου, που είναι η διαφορά της ενέργειάς του σε σχέση με ένα  σφαιρικό πεδίο που υποθέσαμε αρχικά στο οποίο  τα  ηλεκτρονία του υποκαταστάτη θα ήταν όμοια κατανεμημένα. 

Η Ενέργεια Σταθεροποίησης Κρυσταλλικού Πεδίου (ΕΣΚΠ) ορίζεται η απόλυτη τιμή του αθροίσματος των ενεργειών όλων των ηλεκτρονίων που βρίσκονται στα τροχιακά d σε σχέση με το κέντρο βάρους. Τα eg ηλεκτρόνια αποσταθεροποιούν γιατί καθένα έχει αυξημένη ενέργεια κατά 3/5 Δο, ενώ τα t2g σταθεροποιούν έχει μειωμένη ενέργεια κατά -2/5Δο

.  ΕΣΚΠ =[- (nt_2g . 2/5Δο ) + n_eg . 3/5Δο)

Κάτι άλλο που παίζει ρόλο  είναι η ενέργεια σύζευξης  Ρ (ενέργεια που απαιτείται για βρεθούν δύο ηλεκτρόνια με αντιπαράλληλο σπιν στο ίδιο τροχιακό -γέμισμα)

Δ>Ρ

Αν η συνολική ενέργεια Δο όλων των ηλεκτρονίων  από την δημιουργία t2g και eg τροχιακών είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια σύζευξης Ρ  (Δο>Ρ) δημιουργούνται ισχυρά πεδία με  γεμάτα τροχιακά λίγα αζύζευκτα ηλεκτρόνια  και χαμηλο σπιν π.χ. το σύμπλοκο [Fe(CN)₆]^3- με ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο έχει ισχυρό πεδίο υποκαταστατών (CN-) και είναι διαμαγνητικό

Δ<Ρ

Αν η συνολική ενέργεια Δο όλων των ηλεκτρονίων  από την δημιουργία t2g και eg τροχιακών είναι μικρότερη από την ενέργεια σύζευξης Ρ  (Δο<Ρ) δημιουργούνται ασθενή πεδία με  αζύζευκτα ηλεκτρόνια  και υψηλό σπιν π.χ. Το σύμπλοκο [Fe(H₂O)₆]³⁺ , έχει 5 ασύζευκτα ηλεκτρόνια, με υψηλο σπιν γιατί το πεδίο των υποκαταστατών Η2Ο) είναι ασθενές  και είναι παραμαγνητικό

Οκταεδρικό Σύμολοκο: Αριθμός ένταξης 6 

d2sp3  [Cr(NH3)6]+3

Είναι ο πιο συνηθισμένος αριθμός σύνταξης των συμπλόκων. Παραδείγματα είναι [Fe(CN)6]-2, [Fe(CN06]-3, [PtCl6]-2, [FeF6]-3, [Al(H2O)6]+3, [Co(NH3)]+3, [Ni(NH3)]+2  κ.α.

Σχηματίζονται από όλα τα στοιχεία του d τομέα του περιοδικού πίνακα από d0 έως d10

Κεντρικό ιόν συνήθως είναι μέταλλα στην οξειδωτική βαθμίδα +3 όπως κοβάλτιο και χρώμιο και εμφανίζονται σε 2 ισομερείς μορφές cis και trans.

και περιβάλλεται από 6 υποκαταστάτες τοποθετημένους σε καρτεσιανούς άξονες συντεταγμένων με διαφοροποίηση έτσι της ενέργειάς τους.

Έτσι το οκταεδρικό πεδίο των υποκαταστατών επιδρά διαφορετικά στα ηλεκτρόνια d τροχιακών του κεντρικού ατόμου

Από τα 5d τροχιακά έχουμε: 

τα e_g Είναι  2 πάνω στους άξονες τα d_x2y2 καί d_z2 .Μεγάλη απώθηση, μεγαλύτερη επίδραση στα ηλεκτρόνια από το πεδίο των υποκαταστατών, υψηλότερη ενέργεια από αυτή του σφαιρικού πεδίου

τα t_2g Είναι 3 που στρέφονται ανάμεσα στους άξονες στις διαγώνιές τους και είναι μικρότερης επίδρασης από το πεδίο των υποκαταστατών και  χαμηλότερης ενέργειας ναπό αυτήν του σφαιρικού πεδίου

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΟΚΤΑΕΔΡΙΚΩΝ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ

Διάγραμμα κρυσταλλικού πεδίου με ισχυρο πεδίο υποκαταστατών και  με χαμηλό σπιν 

 [Fe(NO2 ) ₆ ] ³⁻και οι υποκαταστάτες προκαλούν ισχυρό πεδίο και μεγάλη διάσπαση Δ των d τροχιακών. Έτσι, αφού η τοποθέτηση των υψηλής ενέργειας ΝΟ2  σε υψηλότερα τροχιακά κοστίζει ενεργειακά περισσότερο γίνεται η τοποθέτησή τους στα tg τροχιακά, παρ' όλο που αυτά είναι ήδη κατειλημένα και  δημιουργούνται απώσεις ¨εχουμε 1 μόνο αζύζευκτο ηλεκτρόνιο άρα χαμηλό σπιν

 

Διάγραμμα κρυσταλλικού πεδίου με ασθενές πεδίο υποκαταστατών και υψηλό σπιν 

 [FeBr₆ ]³⁻ , οι υποκαταστάτες προκαλούν μικρή διάσπαση Δ των d τροχιακών

Έτσι, η τοποθέτηση των χαμηλής  ενέργειας Br-  γίνεται κανονικά με την τοποθέτησή τους σε υψηλότερα τροχιακά εφόσον δεν έχουμε υπερβολικό ενεργειακό κόστος. Τελικά μένουν 

και 5 ασύζευκτα ηλεκτρόνια (υψηλό σπιν) Ομοίως  στο [Ti(H2O)6]+3

 

 

Διάγραμμα μοριακών τροχιακών οκταεδρικού συμπλόκου εξαυδατοτιτανιο ιόν ΙΙΙ  [Ti(H2O)6]⁺³

όπως και το διάγραμα μοριακών τροχιακών των υποκαταστατών (Η2Ο)

Ένα οκταεδρικό  σύμπλοκο είναι το [Ti(H2O)6]⁺³ . 

Το Τιτάνιο είναι στοιχείο μεταπτώσεως της 1ης σειράς  και της ομάδας IVB. Διαθέτει 9 τροχιακά σθένους : 5 από την 3d ένα από την 4d και 3 από την 4p. 

T

Το νερό :    Για τa 6 μόρια νερού συμμετέχουν σta  μοριακό τροχιακό του συμπλόκου: 

 

 

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ (ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΤΗΣ)

 

Στο νερό έχουμε τα εξής μοριακά τροχιακά:

 

Τα α μοριακά τροχιακά για τους τα μοριακά τροχιακάi δύο κύριοι δεσμοί στο νερό είναι από 

α. το 2α1 δεσμικό  α πό2pz του οξυγόνου με το α1 του υδρογόνου και 

β. το β2 δεσμικό από  2py του οξυγόνου με το b2 του υδρογόνου

Ακόμα έχουμε τα υπόλοιπα μοριακά τροχιακά

1α1 δεσμικό από αλληλεπίδραση 2s του Οξυγόνου με α1 του Υδρογόνου

1β1 μη δεσμικό από 2px του Οξυγόνου (πρώτο ασύζευκτο ζευγος ηλεκτρονίων)

3α1 μη δεσμικό  δεύτερο ασύζευκτο ζευγος ηλεκτρονίων)

2β2 και 4α1 Αντιδεσμικά τροχιακά , κενά

 

 

Τα 8 ηλεκτρόνια των μοριακών τροχιακών του νερού βρίσκονται σε τροχιακά 1α1, 2α1, 1β2 και1β1 (ή 3α1)

 

 

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΤΡΟΧΙΑΚΩΝ ΣΕ ΟΚΤΑΕΔΡΙΚΟ ΣΥΜΠΛΟΚΟ

Τα μοριακά τροχιακά στα οκταεδρικά σύμπλοκα σχηματίζονται κυρίως από συνδυασμό υβριδοποιημένων  s, p και d του κεντρικού ατόμου με σ τροχιακά υποκαταστατών. Τα τροχιακά t2g παραμένουν μη δεσμευτικά ή ασθενώς δεσμευτικά. Τα τροχιακά εκτός δέσμευσης βρίσκονται σε πολύ υψηλότερης ενέργειας 

 

Από το 

κατάλληλα τροχιακά για να σχηματίσουν δεσμούς με τα μόρια του νερού είναι τα 3dx2-y2, 3dz2, 4s, 4px, 4py, 4pz

 

 

 

 

 

Τετραεδρικό  σύμπλοκο αριθμός ένταξης 4 

sp3    [NiCl4]-2

Ορισμένα από τα στοιχεία μεταπτώσεως σχηματίζουν τετραεδρικά σύμπλοκα [feCl4]- , [NiCl4]-, [CoCl4]-, [CuPy4]+, [MnCl4]-2, 

Η τοποθέτηση τωνν υποκαταστατών ως προς το καρτεσιανό σύστημα είναι διαφορετική από το οκτάεδρο.

 Στο τετραεδρικό οι υποκαταστάτες δεν προσεγγίζουν άμεσα κανένα από τα 5 τροχιακά. Όμως βρίσκονται πιο κοντα στα τροχιακά dxy, dxz, dyz, που βρίσκονται ενδιάμεσα των αξόνων, από ότι στα dx²-y² και dz² .

Επίσης, δεν έχουν κέντρο συμμετρίας

Τα τριπλά εκφυλισμένα τροχιακά   dxy, dxz, dzy επιρεάζονται περισσότερο από το τετραεδρικό πεδίο των υποκαταστατών με συνέπεια τώρα τα t₂ να είναι ανυψωμένα ενεργειακά. .  αντί για τα eg που ήταν στο οκτάεδρο.                                   [Ni(CN)4]-2

Αντίθετα τα ηλεκτρόνια των  διπλά εκφυλισμένων eg την οποία αποτελούν τα τροχιακά dz² και dx²-y² ,δέχονται σε μικρότερο βαθμό την επίδραση των υποκαταστατών (χαμηλότερα σε ενέργεια). τα τροχιακά στην συνέχεια είναι τα: dx2-y2 , dxy, dyz, dzx,  dz2

 

 

Συνεπώς η ενέργεια διαχωρισμού στα τετραεδρικά σύμπλοκαδεν δεν  είναι αρκετά μεγάλη και έτσι σε ενώσεις ένταξης τετραέδρου, οι καταστάσεις συνήθως ειναι υψηλού σπιιν . Από υπολογισμούς η απόσταση μετάλλου υποαταστάτη για τα ίδια μεταλλοιόνται είναι: Δtetr = 4/9Δοkt (όχι μεγάλη)

Δtetr = 4/3 eσ + 8/4eπ -8/3eπ = 12/9eπ -16/9eπ = 4/9(3eσ -4eπ)

Εάν υπολογίσουμε την ενέργεια διαχωρισμού στο Οκτάεδρο Δokt = 3eσ -4eπ 

Παρατηρούμε ότι: Δtetr =4/9 Δoct

ακόμη στο τετράεδρο τα αντιδεσμικά τροχιακά στνδέονται με τα δεμικά με τις σχέσεις : e* =3eσ  και t2g* = 4eπ

 

Εάν στο τετραεδρικό σύμπλοκο δημιουργηθούν τέτοιες συνθήκες ώστε το σύμπλοκο που προκύπτει να χαρακτηρίζεται από  ισχυρό πεδίο η τετραεδρκή γεωμετρία απορρίπτεται και ευννοούνται άλλες γεωμετρίες

 

Επίπεδο τετραγωνικό σύμπλοκο αριθμός ένταξης 4 

dsp2  [Ni (CN)4]-2

Eπίπεδα τετραγωνικά συναντώνται κυρίως στα d8 ιόντα NiII, PbII, PtII, AgIII, κ.α.αλλά και ορισμένα του χαλκού.

[Νι(CN)4]-2, [PbCl4]-2, [Cu (NH3)4]-2 κ.α.

 Το επίπεδο τετραγωνικό σύμπλοκο (αριθμός ένταξης 4 ) μπορεί να προκύψει από το οκταεδρικό μετά την απομάκρυνση των δύο υποκαταστατών που εντοπίζονται κατά μήκος του άξονα z σε μια οκταεδρική συναρμολόγηση. 

Η προσέγγιση των υποκαταστατών L1 και L6 στα d τροχιακά του οκταεδρικού ποικίλει σε ισχύ. 

Συνήθως παρατηρείται σε d8 σύστημα ισχυρού πεδίου γιατί τέτοια συστήματα καταλήγουν σε σύμπλοκα όπου τα 8d ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν χαμηλής ενέργειας τροχιακά dxz, dyz, dz2, dxy, ενώ παραμένουν κενά τα υψηλότερης ενέργειας dx2-y2 

Π.χ.  Ο Pt+2 και   Pb+2 που ανήκουν στην 3η και στην 2η σειρά ώστε ο Pt+2 προκαλούν μεγαλύτερη διάσχιση πεδίου.  Τα δύο ελεύθερα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να σταθεροποιηθούν και ευνοούνται τα επίπεδα τετραγωνικά σύμπλοκα

Στο επίπεδο τετραγωνικό σύμπλοκο  τα τροχιακά που χαρακτηρίζονται από z χαρακτήρα dz2, dzx, dzy, δέχονται μειωμένη άπωση από το πεδίο των υποκαταστατών και επομένως σταθεροποιούνται ενεργειακά. 

Τα υπόλοιπα d τροχιακά ανεβαίνουν σε υψηλότερη ενεργειακή στάθμη ενώ το g παραμένει το ίδιο. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το eg διαχωρίζεται σε δύο επίπεδα, το b1g ψηλότερα σε ενέργεια   που αποτελείται από το dx2-y2  και το α1g σε χαμηλότερη ενέργεια που αποτελείται από το dz2 τροχιακό.

Η σταθεροποιητική  επίδραση μέσω της δημιουργίας μοριακών τροχιακών  που ασκείται από τους υποκαταστάτες (ενώσεις ένταξης)  στοχεύει στα τροχιακά υψηλής ενέργειας dx2-y2 

Τα d τροχιακά οκταέδρου, τετραέδρου και επίπεδου τετραγωνικού

 

Παράδειγμα της ενέργειας διάχωρισμού πεδίου Δ στοιχείων μεταπτώσεως

• *Η Δ  Εξαρτάται από τη  Φύση του μεταλλοιόντος (Γεωμετρία. Ατομικός αριθμός: στην ίδια περίοδο  με την αύξηση ΑΑ, έχουμε μείωση του Δ, ενώ στην ίδια ομάδα με  αύξηση του ΑΑ έχουμε αύξηση  Δ)

 1. Tο μεταλλοιόν Αu⁺² 6ης περιόδου στον περιοδικό πίνακα και 3ης σειρά στα μέταλλα μεταπτώσεως, εμφανίζει ενέργεια διαχωρισμού κρυσταλλικού πεδίου μεγαλύτερη σε σχέση με τον Cu⁺² που βρίσκεται στην ίδια περίοδο αλλά στην 1η σειρά των στοιχείων μεταπτώσεως. Έτσι τα 2 από τα τρια ηλεκτρόνια του Αu σταθεροποιούνται και το τρίτο αποσταθεροποιείται και  ανεβαίνει σε υψηλότερη ενεργειακή στοιβάδα. Δημιουργούνται εύκολα τετραγωνικά σύμπλοκα του Αu+3  που χαρακτηρίζονται από διαμαγνητικές ιδιότητες

2. Τα μεταλλοιόντα Pt 2+ και Rb2+ από την 3η και 2η σειρά των στοιχείων μετάπτωσης, προκαλούν μεγάλη διάσταση πεδίου Δ . Τα δυο ασύζευκτα ηλεκτρόνια αποκτούν μεγάλη ενέργεια και δεν μπορούν να σταθεροποιηθούν. Επομένως τα σύμπλοκα των μεταλλοιόντων αυτών, υιοθετούν επίπεδη γεωμετρία ώστε να πραγματοποιηθεί η σταθεροποίησή τους σε τροχιακό χαμηλότερης ενέργειας και εμφανίζουν επομένως διαμαγνητικές ιδιότητες. Αντίθετα τα αντίστοιχα οκταεδρικά σύμπλοκα είναι παραμαγνητικά

Που μειονεκτεί  η θεωρία κρυσταλλικού πεδίου 

Οι διάφοροι υποκαταστάτες είναι δυνατό να ταξινομηθούν ανάλογα με την τιμή του Δ που παρατηρούνται για ένα ορισμένο μεταλλικό ιόν  

α. Αφού θεωρεί καθαρά ηλεκτροστατική την επίδραση μετάλλου- υποκαταστάτου,  αποκλείει την ύπαρξη π δεσμού

β. Λαμβάνει υπ' όψη μόνο τα d τροχιακά όχι τα s και τα p

γ. Δεν δίνει σημασία  στα τροχιακά των υποκαταστατών

Δήμητρα Σπανού