https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=132.199.49.227Wikipedia (Deutsch) – Lokale Kopie - Benutzerbeiträge [de]2026-06-21T18:12:38ZBenutzerbeiträgeMediaWiki 1.43.8https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Tanabe-Sugano-Diagramm&diff=627444Tanabe-Sugano-Diagramm2024-11-14T09:14:48Z<p>132.199.49.227: </p>
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<div>[[Datei:Tanabe Sugano Diagramm.gif|mini|hochkant=1.5|Tanabe-Sugano-Diagramm für die d<sup>2</sup>-Konfiguration im oktaedrischen Feld]]<br />
Beim '''Tanabe-Sugano-Diagramm''' – benannt nach [[Yukito Tanabe]] und [[Satoru Sugano]] – handelt es sich um ein Diagramm, in dem für alle elektronischen Zustände eines oktaedrischen Systems die Energiedifferenz E zum (typischerweise) niedrigsten Zustand gegen die [[Kristallfeld- und Ligandenfeldtheorie#Geometriebedingte Energieniveau-Aufspaltungen|Kristallfeldaufspaltungsenergie]] <math>\Delta</math> aufgetragen werden, beide Größen normiert auf den [[Racah-Parameter]] ''B''. Im Gegensatz zum [[Orgel-Diagramm]] lassen sich mit dem Tanabe-Sugano-Diagramm quantitative Aussagen treffen.<br />
<br />
Die Zahl der Kurven, die von einer vertikalen Linie eines gegebenen <math>\Delta</math> geschnitten werden, ergibt die Zahl möglicher Übergänge und damit die Zahl erwarteter [[Absorption (Physik)|Absorption]]&shy;scharakteristika. Das Tanabe-Sugano-Diagramm ist damit ein [[Korrelation]]&shy;sdiagramm, welches die Deutung von [[Absorptionsspektrum|Absorptionsspektren]] chemischer Verbindungen ermöglicht.<br />
<br />
Es ist folgende Feinstrukturaufspaltung zu beobachten:<ref>{{Literatur |Autor=C. E. Housecroft; A. G. Sharpe |Titel=Inorganic Chemistry |Auflage=4th ed |Verlag=Pearson |Ort=Harlow, England |Datum=2012 |ISBN=978-0-273-74275-3 |Seiten=691}}</ref><br />
{| class="wikitable"<br />
|- class="hintergrundfarbe5"<br />
! [[Termsymbol|Term]] !! Aufspaltung im okt. Feld<br />
|-<br />
| S || A<sub>1g</sub><br />
|-<br />
| P || T<sub>1g</sub><br />
|-<br />
| D || E<sub>g</sub>, T<sub>2g</sub><br />
|-<br />
| F || A<sub>2g</sub>, T<sub>2g</sub>, T<sub>1g</sub><br />
|-<br />
| G || A<sub>1g</sub>, E<sub>g</sub>, T<sub>2g</sub>, T<sub>1g</sub><br />
|-<br />
|H<br />
|E<sub>g</sub>, T<sub>1g</sub>, T<sub>1g</sub>, T<sub>2g</sub><br />
|-<br />
|I<br />
|A<sub>1g</sub>, A<sub>2g</sub>, E<sub>g</sub>, T<sub>1g</sub>, T<sub>2g</sub>, T<sub>2g</sub><br />
|}<br />
<br />
== Tanabe-Sugano-Diagramme ==<br />
Die sieben Tanabe-Sugano-Diagramme für oktaedrische Komplexe:<br />
{|<br />
|[[Datei:D2 Tanabe-Sugano diagrams.png|mini|d<sup>2</sup>-Elektronenkonfiguration]]<br />
|[[Datei:D3 Tanabe-Sugano diagram.png|mini|d<sup>3</sup>-Elektronenkonfiguration]]<br />
|[[Datei:D4 Tanabe-Sugano diagram.png|mini|d<sup>4</sup>-Elektronenkonfiguration]]<br />
|[[Datei:D5 Tanabe-Sugano diagram.png|mini|d<sup>5</sup>-Elektronenkonfiguration]]<br />
|-<br />
|[[Datei:D6 Tanabe-Sugano diagram.png|mini|d<sup>6</sup>-Elektronenkonfiguration]]<br />
|[[Datei:D7 Tanabe-Sugano diagram.png|mini|d<sup>7</sup>-Elektronenkonfiguration]]<br />
|[[Datei:D8 Tanabe-Sugano diagram.png|mini|d<sup>8</sup>-Elektronenkonfiguration]]<br />
|}<br />
Die Diagramme für die d<sup>1</sup>-, d<sup>9</sup>- und d<sup>10</sup>-Elektronenkonfiguration werden nicht gebraucht.<br />
<br />
=== d<sup>1</sup>-System ===<br />
In einem d<sup>1</sup>-System gibt es keine Elektronenabstoßung, daher verbleibt das Elektron im Grundzustand des t<sub>2g</sub>-Orbitals. Das Termsymbol für dieses System ist <sup>2</sup>D; <sup>2</sup>D spaltet in den <sup>2</sup>T<sub>2g</sub> und den <sup>2</sup>E<sub>g</sub>-Zustand auf. Im UV-Vis-Spektrum eines d<sup>1</sup>-Ions ist nur eine Absorptionsbande zu finden, nämlich die für den Übergang von <sup>2</sup>T<sub>2g</sub> nach <sup>2</sup>E<sub>g</sub>.<br />
<br />
=== d<sup>9</sup>-System ===<br />
Das d<sup>9</sup>-System weist ebenso wie das d<sup>1</sup>-System einen <sup>2</sup>D-Term auf. Die Anregung erfolgt hier von der (t<sub>2g</sub>)<sup>6</sup>(e<sub>g</sub>)<sup>3</sup>-Konfiguration (<sup>2</sup>E<sub>g</sub>-Zustand) zu der (t<sub>2g</sub>)<sup>5</sup>(e<sub>g</sub>)<sup>4</sup>-Konfiguration (<sup>2</sup>T<sub>2g</sub>-Zustand).<br />
<br />
=== d<sup>10</sup>-System ===<br />
In d<sup>10</sup>-Metallkomplexen gibt es keine d-d-Übergänge, daher sind auch keine UV-Vis-Absorptionsbanden beobachtbar und ein Tanabe-Sugano-Diagramm existiert nicht.<br />
<br />
== Tetraedrische Komplexgeometrie ==<br />
Für tetraedrische Komplexe werden generell keine Tanabe-Sugano-Diagramme erstellt, das liegt daran, dass ein Tanabe-Sugano-Diagramm für einen d<sup>n</sup>-Tetraeder ähnlich dem eines d<sup>(10−n)</sup>-Oktaeders ist. Da die Ligandenfeldaufspaltung im tetraedrischen Komplex nur 4/9 der des Oktaeders ist finden sich, mit einigen Ausnahmen, nur high-spin-Komplexe und daher können die rechten low-spin-Seiten im Tanabe-Sugano-Diagramm für tetraedrische Komplexe vernachlässigt werden.<br />
<br />
== Benutzung der Diagramme ==<br />
# Die d-Elektronenkonfiguration des Ions muss bestimmt werden.<br />
# Das, für die d-Elektronenkonfiguration, passende Tanabe-Sugano-Diagramm muss gewählt werden.<br />
# Das Maximum der Absorption muss in einem UV-Vis-Spektrum gefunden werden. Spin-erlaubte Übergänge werden dabei intensiver sein als Spin-verbotene Übergänge.<br />
# Die Absorptionsmaxima müssen in Wellenzahlen umgerechnet und die Verhältnisse der Wellenzahlen zur Niedrigsten müssen bestimmt werden.<br />
# Jetzt kann das Diagramm von links nach rechts untersucht werden, bis die Übergänge im ausgerechneten Verhältnis zueinander vorliegen.<br />
# Die E/B und <math>\bigtriangleup_{0}</math>/B-Werte können nun abgelesen werden.<br />
<br />
== Beispiele zur quantitativen Auswertung ==<br />
[[Datei:507 Mn Absorption.png|mini|Absorptionsspektrum von [Mn(H<sub>2</sub>O)<sub>6</sub>]<sup>2+</sup>]]<br />
<br />
=== Hexaaquamangan(II) – [Mn(H<sub>2</sub>O)<sub>6</sub>]<sup>2+</sup> ===<br />
Im Komplex [Mn(H<sub>2</sub>O)<sub>6</sub>]<sup>2+</sup> kommt [[Mangan]] in der Oxidationsstufe +2 vor, daher handelt es sich um ein oktaedrisch koordiniertes d<sup>5</sup>-Ion. Da Wasser ein Schwachfeld-Ligand ist (vgl. [[Spektrochemische Reihe]]), ist der Grundterm im Tanabe-Sugano-Diagramm <sup>6</sup>A<sub>1.</sub> Da im Tanabe-Sugano-Diagramm kein weiterer Sextett-Zustand auftaucht ist kein Spin-erlaubter-Übergang möglich. Die beobachteten Absorptionen werden daher von niedriger Intensität sein.<br />
<br />
Dennoch könnte nun das Verhältnis aller gemessenen Wellenzahlen zur Niedrigsten bestimmt werden. Mit diesem Verhältnis kann dann im d<sup>5</sup>-Tanabe-Sugano-Diagramm nach passenden Übergängen gesucht werden (bei 1 bzw. 2 Δ/B), wenn ebendieser gefunden wurde, können die E/B-Werte (y-Achse) abgelesen werden. Δ<sub>okt</sub> ergibt sich dann durch:<br />
<br />
:<math>\Delta_\text{okt} = 10 \cdot B = 10 \cdot \frac{\tilde{\nu}}{(E/B)} = 10 \cdot \frac{\tilde{\nu}_\text{Übergang}}\text{(y-Achsenabschnitt)}</math><br />
<br />
Für alle Übergänge sollte annähernd derselbe B- bzw. Δ<sub>okt</sub>-Wert herauskommen.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
* [[Kristallfeld- und Ligandenfeldtheorie]]<br />
<br />
== Quellenangabe ==<br />
* Catherine E. Housecroft und Alan G. Sharpe: ''Anorganische Chemie''. 2. aktualisierte Auflage, Pearson Studium, München 2006, ISBN 978-3-8273-7192-8.<br />
<br />
== Einzelnachweise ==<br />
<references /><br />
<br />
== Weblinks ==<br />
* [https://www.cup.uni-muenchen.de/ac/kluefers/homepage/L_kc.html Informationen zur Aufstellung von Tanabe-Sugano-Diagrammen und Beispiele]<br />
<br />
[[Kategorie:Spektroskopie]]<br />
[[Kategorie:Festkörperphysik]]<br />
[[Kategorie:Diagramm]]</div>132.199.49.227