Спиновые связи

Таким образом, нерасщепленные з6-оболочки отвечают отсутствию валентных связей и плотным металлическим упаковкам, а расщепленные — появлению ОЦК структур металлическо-ковалентными связями. Особый интерес представляют s, — элементы, которые вследствие коллективизации всех валентных электронов в металлических растворах имеют внешние оболочки ионов. Электроны оболочки находятся в поле лежащей под нею — оболочки, не обладающей сферической симметрией. Расположенные по осям х, у, z, шесть р-электронных облаков экранируют заряд ядра и выталкивают электроны в межосные пространства на четыре объемные диагонали куба.

Расположение четырех d-электронов вдоль этих направлений отвечает наибольшей энергии связи их с ядром вследствие минимального экранирования заряда ядра р-орбиталями и отталкивания (f-облаков от рх, py, pz электронных облаков. Остальные шесть — электронов размещаются вдоль биссектрис между осями ху, yz, xz, в направлении которых заряд ядра мало экранирован р6 и й4-орбиталями. Кроме того, dX-, dxz-, с2- орбитали также выталкиваются на биссектрисы р6- и й(4-орбиталями.

Таким образом, в поле 6-оболочки атома оболочка расщепляется на четыре более сильно связанных внутренних электрона (d4) и шесть менее связанных внешних электронов (d). Это расщепление d-уровня в поле р6 внутренней оболочки атома имеет ту же физическую природу, что и расщепление на уровни eg и Ug в кристаллическом поле или поле лигандов, но вызывается не внешней, а внутренней причиной. Естественно, что четыре орбитали приводят к тетраэдрическому окружению лигандами, а шесть (d6 или tg) — к октаэдрическому окружению.

Заполненная 4+6-оболочка характеризуется полным спариванием всех электронов. Внутриатомные спиновые связи электронов ее внешней d6- конфигурации исключают образование валентных связей, поэтому при отсутствии спинового расщепления из-за недостаточной электронной концентрации низко валентные металлы (Си1, Ag1, Аи1 и др.) представляют плотную упаковку ионов с псевдо сферическими внешними с(6-оболочками.