Hiệu ứng Jahn-Teller
 

Hello everyones,
Mấy hôm nay golddawn hơn bận rộn nên không lên viết các bài cho forum được và cũng lỗi hẹn với ba topic mới mở còn để đó. Group Theory là một vấn đề bao quát trong lý thuyết hóa học hiện đại, không chỉ có nhiều ứng dụng trong hóa học hữu cơ mà còn áp dụng rất nhiều trong lý thuyết của hóa chất rắn như từ tính, tính bán dẫn, ...
Vấn đề đó golddawn sẽ đề cập sau khi có nhiều thời gian hơn mức cho phép, trước mắt Golddawn viết theo ngẫu hứng, bài nào đọc thấy hay thì ngồi dịch, tổng hợp và viết lại (dạo này forum post hình không được)
Bài mở đầu: [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B]
[B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] có nhiều ứng dụng trong hóa học vô cơ nói chung để giải thích cấu trúc, mức năng lượng của phức chất, chất rắn cũng như trong lãnh vực ứng dụng và nghiên cứu của hóa học chất rắn nói chung. Bài viết này dựa trên bài viết của trang wiki: ([url]http://en.wikipedia.org/wiki/Jahn-Teller_effect[/url] và bài giảng của woodward: [url]http://www.chemistry.ohio-state.edu/~woodward/ch754/lect2003/covalent_lect16.pdf[/url])
---------------------
Định đề của [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] phát biểu như sau: Bất kỳ một phân tử này có cấu trúc phân tử không thẳng hàng (phân tử chứa nhiều hơn hai nguyên tử) với cấu trúc điện tử ở trạng thái cơ bản mà suy biến (nghĩa là có các orbital đồng năng trong cấu trúc điện tử) sẽ phải trải qua sự biến đổi hình học (geometrical distortion) (ví dụ trong phức chất bát diện là từ bát diện thành tứ phương...) nhằm làm mất đi sự suy biến năng lượng đó. Điều này dẫn tới năng lượng của phức chất sẽ giảm, nghĩa là phức chất sẽ bền hơn.
Ở đây, Golddawn sẽ không đi sâu vào giải thích [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] một cách cụ thể mà dùng bài viết trên ở hai bài tham khảo kia để viết ra hai ý sau:
Thứ nhất, tại sao đa số bài viết về [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] chỉ chủ yếu ở phức bát diện, mà chỉ có những phức bát diện có cấu hình d9, d7, d4 (spin cao) mới được đề cập tới.
Thứ hai, có bao nhiêu loại [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B].
Vấn đề thứ nhất: [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] như đã mô tả trong định đề là có thể xảy ra với tất cả cấu trúc (trừ thẳng hàng). Vấn đề là [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] ban đầu được phát biểu cho phức chất bát diện nhằm giải thích cấu trúc của một số phức chất. Ngoài ra, ảnh hưởng của [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] chỉ rõ rệt đối với các orbital d và f. Trong phức chất bát diện của các nguyên tố chuyển tiếp, chỉ các điện tử cư trú trong orbital [B]e[/B]g (tức là dz và dx-y) bị ảnh hưởng mạnh bởi trường phối tử nên mới dẫn đến sự biến đổi cấu trúc. Sự phân tích của woodward trong bài giảng của ông cho thấy rõ vấn đề. Việc năng lượng của một trong hai orbital [B]e[/B]g giảm xuống làm năng lượng bền của phức chất tăng lên. (cần hình minh họa trong bài viết của Woodward).
Từ đó, các bạn hiểu tại sao chỉ có cấu hình điện tử d9, d7, d4 mới có sự khác biệt này.
[B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] không nói rõ là sự biến đổi sẽ xảy ra như thế nào. Để biết được sự thay đổi về mặt cấu trúc, chúng ta cần phải đo đạc từ thực nghiệm (XRD, IR...) hoặc mô hình và tính toán năng lượng cấu trúc. Đối với phức bát diện, có hai kiểu biến dạng:
a. Kéo dài hai trục (hai liên kết theo phương z) của bát diện (elongate) đồng nghĩa với 4 trục còn lại ngắn đi.
b. kéo dài 4 trục của bát diện.
Ví dụ trong bài viết woodward.
Vấn đề thứ hai: Có bao nhiêu dạng [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B]. [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] chỉ là một song có nhiều khía cạnh (xem phương trình mô tả [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B]). Người ta quan tâm đến hai dạng: [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] sơ cấp và [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] thứ cấp (first order và second order)
[B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] sơ cấp là hiệu ứng mà ta bàn ở trên, trong sự biến dạng cấu trúc. [B]Hiệu ứng Jahn-Teller[/B] thứ cấp liên quan