Bağlanık alan kuramı nedir? Bağlanık alan kuramının ilk çıkış noktası tanımı, açıklaması ve kuram ile ilgili genel bilgilerin yer aldığı sayfamız.
Bağlanık Alan Kuramı Nedir?
Bağlanık alan kuramı, kimyada, düzenleşim bileşiklerinin ya da karmaşık bileşiklerin elektron yapısını açıklayan kuram; özellikle, merkezdeki bir metal atomu ile bu atomu çevreleyen, elektronca zengin bir dizi atom ya da molekülden (bağlanık grup) oluşmuş geçiş grubu metallerinin yaptığı bileşikleri konu alır. Bağlanık alan kuramı, bu bileşiklerin magnetik, optik ve kimyasal özelliklerini açıklar. Bunun için, metal atomu ile bağlanık atomlar arasındaki etkileşimin başlangıcı ve sonuçlarıyla ilgilenir.
Özellikle ABD’li fizikçi J. H. Van Vleck’ in katkısıyla geliştiği kabul edilen bağlanık alan kuramı, ABD’li fizikçi Hans Albrecht Bethe’nin daha önceki yıllarda kristalli yapıdaki katılar için geliştirdiği kristal alan kuramından doğmuştur. Bethe’nin kuramı, metal atomu ile bağlanık atomlar arasındaki bağı, ters elektrik yüklü iki tanecik arasında olduğu gibi, yalnızca bir iyon bağı olarak kabul eder. Hatta, metal atomunun elektron yapısının, bu atomu çevreleyen eksi yüklerin ürettiği elektrik alanının (bağlanık alan) etkisiyle değişikliğe uğradığını varsayar.
Bu kuramın en çok ilgilendiği nokta, bağlanık alanın, merkez atomun iç elektron kabuğundaki beş d yörüngemsisi üzerindeki etkileridir, (d yörüngemsileri, bir elektron kabuğunun boşlukta belli doğrultulara yönelme eğilimi gösteren bölgeleridir; geçiş grubu metallerinde bu yörüngemsiler elektronlarla tam olarak dolmuş durumda değildir.) Yalıtılmış bir metal atomunda, d yörüngemsileri aynı enerji durumundadır ve elektronlarla dolma olasılıkları eşittir. Bir bağlanık alanının etkisi altına girdiklerinde, bu yörüngemsiler, enerjileri arasında çok az fark olan iki ya da daha fazla gruba bölünebilir; bu bölünmenin kapsamı ve oluş biçimi, bağlanık atomlann yörüngemsilere göre düzenlenişine ve bağlanık alanın kuvvetine bağlıdır.
Enerji durumundaki değişiklik
Enerji durumundaki değişiklik, elektronların yeniden dağılmasına yol açar. Bu dağılmanın en aşın örneğinde, daha yüksek enerji durumuna yükselmiş olan yörüngemsiler boşalır. Daha düşük enerji durumuna inmiş olan yörüngemsiler ters spinli elektron çiftleriyle tamamen dolabilir. Çiftleşmemiş elektronları içeren moleküller, bir mıknatıs tarafından çekilir ve paramagnetik molekül adını alır; karmaşık metal bileşiklerinde, elektronların çiftler oluşturup oluşturmadığı, yörüngemsilerin bölünmesine dayanarak büyük bir duyarlıkla tahmin edilebilir. Karmaşık metal bileşiklerinin rengi de, gene bölünmüş d yörüngemsilerine dayanarak açıklanabilir; gerçekten de, bu yörüngemsiler arasındaki enerji farkı oldukça az olduğundan, görünür tayftaki ışınımların soğurulmasıyla kolayca elektron geçişi olabilir.
Bağlanık alan kuramı ise, kristal alan kuramını da aşarak, metal atomu ile bağlanık atomlar arasındaki kimyasal bağı ve yörüngemsilerin bölünme nedenlerini yalnızca elektrostatik kuvvetlere bağlamaz. Ayrıca, metal atomu ile bağlanık atom yörüngemsilerinin bir ölçüde üst üste bindiğini ve her iki tür atomun elektronlarının belli bir yeri olmadığını varsayarak, olayı bu olgulara da dayandırır. Kristal alan kuramının kuvantum mekaniğine dayalı açıklamasına bu olguların da eklenmesi, kuramın nicel varsayımlarının deneysel gözlemlerle uzlaşmasını sağlamıştır. Molekül yörüngemsileri kuramı denen ve gene düzenleşim bileşiklerine uygulanabilen başka bir kuramda da, metal atomu ile bağlanık atom yörüngemsilerinin tümüyle birbirine karışarak molekül yörüngemsilerini oluşturduğu ve elektronların molekülün tümüne dağıldığı varsayılır.
Bazen bağlanık alan kuramı, kristal alan kuramından molekül yörünge kuramına kadar uzanan bütün ilgili kuramlar için ortak bir ad olarak kullanılır.
