Orgel-Diagramm

Orgel-Diagramme sind von Leslie Orgel (britischer Chemiker, 1927–2007) eingeführte Korrelationsdiagramme, welche die Termenergien in Übergangsmetallkomplexen als Funktion der Aufspaltungsenergie auftragen, ähnlich wie Tanabe-Sugano-Diagramme.^[1]

Orgel-Diagramme sind auf high-spin Komplexe beschränkt und bieten keine Informationen über low-spin-Komplexe. Da die Diagramme qualitativ sind, können aus diesen Diagrammen keine Energieberechnungen durchgeführt werden. Auch zeigen Orgel-Diagramme im Gegensatz zu einem Tanabe-Sugano-Diagramm nur die Symmetriezustände der höchsten Spin-Multiplizität anstelle aller möglichen Terme. Orgel-Diagramme zeigen jedoch die Anzahl der Spin-erlaubten Übergänge zusammen mit ihren jeweiligen Symmetriebezeichnungen.^[1][2]

In einem Orgel-Diagramm befindet sich der Hauptterm (P, D oder F) in Abwesenheit eines Ligandenfeldes in der Mitte des Diagramms. Es gibt zwei Orgel-Diagramme, eines für die Konfigurationen d¹, d⁴, d⁶ und d⁹ (D-Orgel-Diagramm) und das andere für die Konfigurationen d², d³, d⁷ und d⁸ (P- und F-Orgel-Diagramm).^[2]

Für Ionen mit einer der Konfigurationen d¹, d⁴, d⁶ oder d⁹ ergibt sich im D-Orgel-Diagramm, dass sich der D-Grundterm in einen T_2(g)- und in einen E_(g)-Term aufspaltet. Mit steigender Feldstärke, also ausgehend von der Mitte des Diagramms hin zu einer der beiden Seiten nimmt deren energetischer Abstand zu. Links im Diagramm finden sich hier die d¹- oder d⁶-Tetraeder und die d⁴- und d⁹-Oktaeder, entsprechend findet sich rechts im Diagramm die d⁴- oder d⁹-Tetraeder und die d¹- und d⁶-Oktaeder.^[2]

Für Ionen mit der Konfigurationen d², d³, d⁷ oder d⁸ ergibt sich im P- und F-Orgel-Diagramm, dass sich der F-Grundterm in einen T_2(g)-, T_1(g)- und einen A_2(g)-Term aufspaltet, während sich der P-Grundterm in einen T_1(g)-Term umwandelt. Mit steigender Feldstärke, also ausgehend von der Mitte des Diagramms hin zu einer der beiden Seiten nimmt auch hier deren energetischer Abstand zu. Links im Diagramm finden sich hier die d²- oder d⁷-Tetraeder und die d³- und d⁸-Oktaeder, entsprechend findet sich rechts im Diagramm die d³- oder d⁸-Tetraeder und die d²- und d⁷-Oktaeder.^[1][2]

Die Elektronenkonfiguration d⁵ besitzt keine Spin erlaubten Übergänge und daher sind keine d-d-Übergänge in einem UV-Vis-Absorptionsspektrum zu erwarten (beobachtet wird dennoch ein Spin verbotener Übergang mit sehr schwacher Intensität).^[1]

1. ↑ ^{a b c d} Catherine E. Housecroft, Alan G. Sharpe: Inorganic Chemistry. 4 ed Auflage. Pearson Prentice Hall, Harlow, England 2012, ISBN 978-0-273-74275-3, S. 691–693. 
2. ↑ ^{a b c d} Erwin Riedel; Christoph Janiak; Meyer, Hans-Jürgen: Moderne Anorganische Chemie. 4. Auflage. De Gruyter, Berlin 2012, ISBN 978-3-11-024901-9, S. 456.