过渡金属化合物的颜色
蓝色的秘密钴元素的神奇变化
蓝色的秘密钴元素的神奇变化在化学领域中，钴元素是一种极为重要的过渡金属。
这种元素常常呈现出美丽的蓝色，引发了人们对其神奇变化的好奇。
本文将探讨蓝色的秘密及钴元素的神奇变化。
1. 钴元素的特性钴元素属于过渡金属，它的原子序数是27，化学符号是Co。
钴是一种坚硬的、银白色的金属，具有很高的耐腐蚀性。
它的电子配置为[Ar] 3d^7 4s^2，这使得钴在化学反应中表现出丰富的性质。
2. 钴元素的蓝色钴元素最引人瞩目的特性就是它能够呈现出迷人的蓝色。
这种蓝色并不是钴元素本身的颜色，而是钴所形成的化合物的颜色。
3. 钴的氧化态钴元素在不同的氧化态下呈现出不同的颜色。
其中，钴的氧化态为+2和+3的化合物呈现出蓝色。
4. 钴的蓝色化合物钴的蓝色化合物包括钴(II)氯化物、钴(II)硫酸盐等，它们都呈现出深沉而美丽的蓝色。
这些化合物广泛应用于染料、涂料和陶瓷等行业。
5. 钴的变色能力除了蓝色化合物外，钴元素还具有变色的能力。
在高温和不同的配位环境中，钴化合物会呈现出不同的颜色，如粉红色、绿色、紫色等。
6. 钴元素在生物体内的作用钴元素对生物体的作用也是十分重要的。
人体中的维生素B12中含有钴，它对维持人体正常代谢十分关键。
此外，钴元素还利用在某些药物中，如抗癌药物。
7. 钴元素的应用由于钴元素的特殊性质，它在许多领域都有着广泛的应用。
首先，钴元素广泛用于制造合金，如用于生产高强度的钴钢和磁性材料。
其次，钴还被用于电池制造、催化剂以及化学合成等领域。
综上所述，钴元素以其迷人的蓝色和神奇的变化而备受关注。
无论是在化学实验室中还是在日常生活中，我们都能感受到钴元素的独特魅力。
希望本文能够为读者带来对钴元素及其神奇变化的更深入的认识。
过渡金属元素化合物的性质实验报告
过渡金属元素化合物的性质实验报告实验目的：1.探究过渡金属元素化合物的性质；2.研究过渡金属元素化合物在实验条件下的反应行为。
实验原理：实验步骤：1.实验前准备：收集所需的实验器材和试剂，准备好实验记录表；2.实验一：观察过渡金属化合物的颜色变化。
a.取几种过渡金属化合物的溶液，如CuSO4、FeCl3、MnCl2等，分别倒入小试管中；b.观察各试管中溶液的颜色变化，并记录下来；c.根据观察结果分析颜色变化的原因。
3.实验二：测试过渡金属化合物的溶解性。
a.取几种过渡金属的盐酸溶液，如CuCl2、FeCl3、MnCl2等，分别倒入小试管中；b.将少量的碳酸钠溶液滴加到各试管中，观察是否发生气体的产生或溶液的变化；c.根据观察结果判断试剂的溶解性。
4.实验三：测试过渡金属化合物的催化活性。
a.取少量过渡金属的盐酸溶液，如CuCl2、FeCl3等，分别倒入小试管中；b.加入少量过量的氢氧化钠溶液，并观察溶液的变化；c.根据观察结果判断溶液中过渡金属的催化活性。
实验结果与分析：1.实验一结果：a.CuSO4溶液颜色变化：从蓝色变成无色；b.FeCl3溶液颜色变化：从深黄色变成无色；c.MnCl2溶液颜色变化：从粉红色变成无色。
根据颜色变化的结果，可以判断溶液中过渡金属的离子态发生了变化，从而导致了颜色的改变。
2.实验二结果：a.CuCl2溶液加入碳酸钠溶液后，产生了气泡，并有浑浊的沉淀物生成；b.FeCl3溶液加入碳酸钠溶液后，产生了气泡，但没有生成沉淀物；c.MnCl2溶液加入碳酸钠溶液后，没有产生气泡或沉淀物生成。
根据实验结果可以判断，CuCl2溶液具有一定的溶解性，FeCl3溶液在碳酸钠的反应条件下不溶于水，而MnCl2溶液则完全溶解于水。
3.实验三结果：a.CuCl2溶液加入氢氧化钠溶液后，溶液发生了显著的变化，并产生了棕红色的沉淀；b.FeCl3溶液加入氢氧化钠溶液后，溶液发生了显著的变化，并产生了红棕色的沉淀；根据实验结果可以判断，CuCl2和FeCl3溶液都具有一定的催化活性，能够促使反应的发生。
元素周期表中的过渡金属与稀有金属
元素周期表中的过渡金属与稀有金属元素周期表是化学领域中最重要的工具之一，它将元素按照一定规律排列，让我们可以更好地理解和研究化学元素及其性质。
在元素周期表中，过渡金属和稀有金属是其中两个重要的类别。
本文将深入探讨过渡金属和稀有金属的特点、性质和应用。
一、过渡金属过渡金属是指元素周期表中d区的元素，它们的原子结构有一个或多个不满的d电子壳层。
过渡金属具有以下几个显著特点：1. 高熔点和沸点：过渡金属具有较高的熔点和沸点，这是由于它们之间存在较强的金属键和金属间的相互作用力。
2. 变价性：过渡金属的化合物中，过渡金属离子可出现不同的氧化态，显示出较强的变价性。
这使得过渡金属离子在催化反应、光谱分析等领域具有广泛的应用。
3. 裂变性：过渡金属化合物常常可以通过赋予能量使其电子跃迁，从而发生裂变。
这种特性使得过渡金属化合物在荧光材料、激光器件等领域得到应用。
4. 色彩多样性：过渡金属化合物常常表现出丰富多样的颜色，这是由于不同氧化态的过渡金属离子吸收和发射不同波长的光。
这使得过渡金属化合物在颜料、染料等领域有广泛的应用。
常见的过渡金属包括铁、铜、银、钼、铂等，它们在工业和生活中扮演着重要的角色。
比如铁在建筑、交通工具和机械制造等领域有广泛应用；铜在电子、通讯和建筑等方面发挥着重要作用；银在导电材料、反射材料和摄影等领域具有重要地位。
二、稀有金属稀有金属是指元素周期表中f区的元素，它们的原子结构有一个或多个不满的f电子壳层。
稀有金属具有以下几个主要特点：1. 稀有度高：稀有金属在地壳中的含量较低，因此得名稀有金属。
这使得稀有金属具有较高的经济价值和战略地位。
2. 耐腐蚀性好：稀有金属具有较好的耐腐蚀性，可以抵抗氧化、腐蚀等外界环境的侵蚀。
这使得稀有金属在航空、化工和核工业等领域有广泛应用。
3. 罕见金属：稀有金属的存在形式多为分散态或矿石，因此开采和提炼稀有金属的成本较高，加之其用途广泛，使得稀有金属价格较高。
高中化学有色物质大全
高中化学有色物质大全高中化学中，有色物质是一个重要的研究对象。
有色物质广泛存在于我们的生活和实验室中，对于理解物质的性质和应用具有重要意义。
本文将为大家介绍一些常见的有色物质及其相关知识。
1. 金属离子溶液金属离子溶液是实验中常见的有色物质。
当某些金属离子溶解在水中时，其溶液会呈现出特定的颜色。
例如，铁离子溶液呈现出淡黄色，铜离子溶液呈现出蓝色，铬离子溶液呈现出绿色等。
这些颜色是由金属离子的电子跃迁引起的，不同金属离子的电子跃迁能级不同，因而呈现出不同的颜色。
2. 过渡金属络合物过渡金属络合物是一类常见的有色物质。
过渡金属离子在与配体形成络合物后，其电子转移发生变化，从而导致溶液呈现出不同的颜色。
例如，铜离子与氨水（NH3）形成四氨合铜离子（Cu(NH3)4²⁺）的络合物，呈现出深蓝色。
这是由于络合物的形成改变了铜离子的电子跃迁过程。
3. 配位化合物配位化合物是一类由中心金属原子或离子与多个配体形成配位键的化合物。
这类化合物通常呈现出明亮的颜色。
例如，紫色的[Co(H2O)6]²⁺，粉红色的[KMnO4]等。
这些有色配位化合物的颜色主要是由于配位原子或离子的变化以及电子的吸收和发射引起的。
4. 有机化合物在有机化学中，一些有机物分子结构上的共轭体系也能引起物质呈现出有色。
共轭体系中的π电子有较低的跃迁能级，可以吸收较长波长的可见光，因而呈现出有色。
例如，苯（C6H6）呈现无色，而具有共轭结构的苯类化合物（如芳香族化合物）多呈现出黄色至红色。
5. 部分过渡金属氧化物部分过渡金属氧化物在不同的氧化态下呈现出不同的颜色。
这是由于氧化物的电子结构发生改变，从而引起能带结构的变化。
例如，二氧化钛（TiO2）在纯净状态下是白色的，但掺杂不同的氧化态（如二价钛或三价钛）后，颜色会发生变化。
总结：高中化学中，有色物质的研究对于了解物质的性质和应用具有重要意义。
金属离子溶液、过渡金属络合物、配位化合物、有机化合物以及部分过渡金属氧化物都是常见的有色物质。
两性氧化物
两性氧化物两性氧化物，也叫过渡金属氧化物，是一类由过渡金属和氧元素组成的化合物，其具有多种重要的化学和物理性质，广泛应用于催化、电池、磁性材料、光电材料、传感器等领域。
一、结构和性质1. 结构：两性氧化物具有较复杂的结构，以氧气化物（O2-）和过渡金属离子（Mn+）构成的正离子为基础结构单元，通常呈多晶或非晶态。
比如，二氧化钛（TiO2）的晶体结构为四面体配位（TiO4）。
2. 物理性质：(1) 多种颜色：不同的两性氧化物具有不同的颜色，如二氧化钛呈白色、氧化铁呈红棕色、氧化锰呈紫红色等。
(2) 电学性质：两性氧化物具有较好的导电性和半导体性质，常用于制备二极管、太阳能电池等器件。
(3) 磁学性质：由于含有过渡金属元素，部分两性氧化物表现出磁性，如γ-Fe2O3和CoFe2O4等。
(4) 光学性质：许多两性氧化物表现出非线性光学效应，可应用于制备可调谐激光器、光限幅器等。
3. 化学性质：(1) 可溶性：两性氧化物在强酸和强碱中可溶，如二氧化铝可在浓碱中溶解，但在弱酸中难以溶解。
(2) 氧化性：二氧化锰具有较强的氧化性，可用于氧化废水中的有机物。
(3) 催化性：部分两性氧化物具有良好的催化性能，如三氧化二铁（Fe2O3）和氧化钒（V2O5）在甲烷催化燃烧中具有优异的催化性能。
二、应用1. 催化剂：由于两性氧化物具有良好的催化性能，被广泛应用于化学反应的催化中，如二氧化钛在光催化降解有机污染物中的应用、氧化钒在乙烯类化合物生产中的应用等。
2. 电池材料：两性氧化物作为电池阳极材料，具有较高的容量和循环性能，如锂离子电池中广泛使用的锂钴氧化物（LiCoO2）和锂铁磷酸（LiFePO4）等。
3. 光电材料：由于部分两性氧化物具有非线性光学效应和较强的光催化性能，可应用于光电材料制备，如二氧化钛光催化剂和光电催化剂、氧化铈光催化剂等。
4. 磁性材料：部分两性氧化物表现出磁性，可应用于磁存储材料、信号处理器件等领域，如γ-Fe2O3和CoFe2O4。
第四章 有机过渡金属络合物的合成01
R/
R/ LnM
H
LnM=CHR +R/H CHR
H
金属有机化学
R/ CH 2 LnM H C H H C R R LnM CH2 CH2 CR2 + R'H
(IV)
反应(III)和(IV)表示从二烷基络合物攫取氢而生成 的氢基-烷基络合物,再发生RH的还原消除。这种还原 消除反应,有时也紧接着二烷基络合物的β-消除反应而 发生,此时,生成比例为1:1的烷烃 RH和烯烃(R -H),可以 认为是发生了烷基的歧化反应：
OLi Cr(CO)6 + PhLi (OC)5Cr Ph CH2N2 CH3OSO2F (OC)5Cr OC H3 Ph H
+
OH (OC)5Cr Ph
金属有机化学
（2）卡宾前体法 这种方法是将含卡宾结构的化合物（即前体，precursor） 作为配体，与适当金属配合物进行反应。某些活泼氮化物和 富电子烯烃是常用的前体。
加热
[CpMo(CO3)]2
金属有机化学
环戊二烯基配合物
其化合物可分为三类： ⑴平行双环的夹心型 二茂铁 双环平行， 金属夹在中间
⑵歪斜双环型
一氯氢根二茂和锆 (η8- C5H5)2ZrHCl 二羰基三苯基瞵茂合锰
⑶单环型
金属有机化学
一些过渡金属羰基环戊二烯基配合物
配合物 (η5-C5H5)2Ti(CO)2 (η5-C5H5)2Zr(CO)2 (η5-C5H5)2Hf(CO)2 (η5-C5H5)V(CO)4 (η5-C5H5)2V(CO) (η5-C5H5)2Nb(CO)4 (η5-C5H5)Ta(CO)4 (η5-C5H5)2Cr2(CO)6 (η5-C5H5)2Cr (CO) 颜色 红棕色 紫色 紫红色 桔黄色 暗棕色 红色 桔黄色 暗绿色 绿色
元素周期表中的过渡金属特点与应用
元素周期表中的过渡金属特点与应用过渡金属是指位于d区的元素，它们在原子内外电子的排布上具有特殊性质，呈现出独特的化学性质和广泛的应用价值。
下面将从元素周期表的角度出发，详细介绍过渡金属的特点和应用。
一、元素周期表中的过渡金属特点过渡金属具有以下特点：1. 化合价多变性：过渡金属能够在化合物中以不同的化合价存在。
这一特点使得它们可以形成多种不同的化合物，从而拓展了它们的应用领域。
2. 原子尺寸和离子半径变化规律：过渡金属的原子尺寸和离子半径在周期表中呈现出规律性的变化。
随着元素周期数的增加，原子半径逐渐减小，而离子半径则呈现复杂的变化规律。
3. 异常磁性：过渡金属具有较强的磁性，其中铁、镍和钴是常见的磁性过渡金属。
这一特点使得它们在制造电磁设备、磁性材料等方面具有重要的应用。
4. 催化性能：过渡金属具有优良的催化性能，尤其是在工业生产过程中的应用广泛。
比如，钯金属催化剂常用于化学合成中的氢化反应和氧化反应。
5. 彩色离子：过渡金属的化合物往往呈现出丰富多彩的颜色。
这是由于过渡金属能够吸收和发射可见光范围内的电磁波，使物质呈现不同的颜色。
二、过渡金属的应用1. 催化剂应用：过渡金属常被用作催化剂，广泛应用于各个行业。
铂金属催化剂在汽车尾气净化中起到催化还原的作用，使有害气体转化为无害物质；钯金属催化剂在有机合成中能够加速氢化和氧化反应，提高反应速率。
2. 电池材料：过渡金属氧化物常被用作电池材料。
锰酸锂是一种常用的正极材料，在锂离子电池中具有高能量密度和长循环寿命的特点。
3. 金属合金：过渡金属是制备金属合金的重要成分。
例如，钢中加入适量的铬、钼等过渡金属可以提高钢的硬度和耐腐蚀性，使其具备更广泛的应用领域。
4. 光电器件：过渡金属氧化物和硫化物是光电器件的重要组成部分。
如氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜广泛应用于显示器和太阳能电池等领域。
5. 颜料和染料：过渡金属化合物常被用作颜料和染料，给产品带来丰富的颜色。
镍的化合物的颜色
镍的化合物的颜色镍是一种广泛应用于工业领域的过渡金属，其化合物在各种领域均有显著的应用价值。
其中，颜色是镍化合物的一个重要特性，了解其影响因素和具体颜色有助于我们更好地应用于实际生产和生活。
一、镍的化合物概述镍化合物是指镍与其他元素或化合物形成的化学物质。
根据氧化态、晶格结构和化学键类型的不同，镍化合物呈现出不同的颜色。
二、镍化合物颜色的影响因素1.氧化态：镍的氧化态有+2、+3、+4等，不同氧化态的镍化合物颜色有所差异。
例如，NiO为黑色，Ni2O3为红棕色，NiOCl2为绿色。
2.晶格结构：镍化合物的晶格结构对其颜色也有很大影响。
例如，NiAs为铁灰色，NiSb为黑色。
3.化学键类型：镍化合物中的化学键类型包括离子键、共价键和金属键。
不同类型的化学键会导致不同的颜色。
例如，镍的卤化物（如NiCl2）为固体时呈紫红色，而镍的氧化物（如NiO）为黑色。
三、常见镍化合物的颜色1.镍氧化物：NiO为黑色，Ni2O3为红棕色。
2.镍硫化物：NiS为黑色，NiSb为黑色。
3.镍卤化物：NiCl2为紫红色，NiBr2为深红色，NiI2为紫黑色。
四、颜色在镍化合物应用中的重要性1.催化应用：颜色对于镍化合物在催化领域的应用具有重要意义。
例如，NiO作为催化剂，其颜色与活性位点密切相关，影响催化效果。
2.光学应用：镍化合物具有特殊颜色的光学性能，可用于制备光学薄膜、荧光材料等。
3.电子器件应用：镍化合物在电子器件中的应用也与其颜色有关。
例如，NiCr合金因其红色颜色被用于制作电阻丝。
五、结论镍化合物的颜色受氧化态、晶格结构和化学键类型的影响，具有多种颜色。
了解镍化合物的颜色特性，对于我们掌握其性能和应用具有重要意义。
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过渡金属化合物的颜色——从晶体场理论到角重叠模型北京大学化学与分子工程学院2008级覃翔 00810132郑雨晴 00810073王熠 00810067郭银梁 00810117曹怀卿 00810027摘要 本文将从晶体场理论入手，利用角重叠模型深入讨论过渡金属离子及化合物的显色机理，以及影响过渡金属离子及化合物颜色的各种因素。
最后加以总结。
关键词 过渡金属 颜色 晶体场理论 配位场理论 角重叠模型d-d跃迁 电荷迁移目录1引言2过渡金属离子及化合物显色机理2.1颜色的产生2.2晶体场理论（CFT）2.3对晶体场理论的补充2.3.1对d轨道分裂能的进一步解释2.3.2s,p,d,f轨道的简并性2.3.3群论2.3.4配位场理论2.4角重叠模型（AOM）2.4.1角重叠模型的基本概念2.4.2影响重叠积分的因素2.4.3角重叠模型对σ配体的解释2.4.4角重叠模型对π配体的解释2.5电子光谱2.5.1配位场光谱2.5.2配位体光谱2.5.3电荷迁移光谱3影响过渡金属离子及化合物颜色的因素4总结5参考文献6附录1.引言我们在做化学实验的时候，往往会着迷于、惊叹于奇妙的实验现象，而反应过程中奇异的颜色变化是众多实验现象中最能吸引我们的一部分。
强烈的求知欲促使我们探究颜色变化的奥秘。
比如：为什么氯化银、溴化银、碘化银颜色依次加深？白色的氢氧化亚铁被氧化成红褐色的氢氧化铁过程中灰绿色的物质是什么？为什么氯化钴晶体随着结晶水数目不同，颜色会有明显变化？为什么铬元素的盐会有如此多种不同的颜色？……这仅仅是在实验室中发现的，大自然更加多彩多姿、更加奇妙无比。
本文仅仅是从过渡金属颜色这一小的方面来初探颜色的奥秘。
2. 过渡金属离子及化合物显色机理2.1 颜色的产生颜色是人对光产生的一种感觉，当一束光的波长在一定范围内时，这束光就可以被人眼看到，人就可以感觉到这束光的颜色。
这个范围是400nm‐770nm。
我们看到的光除了由光源直接发射的光之外，大多数是由物体反射的光。
物体除了反射光以外，也在吸收光，吸收光的波长与反射光波长一致，而且它们所能吸收的光是限定的，即它们只能吸收某一波长或波长范围的光。
这一点是由物体自身的结构决定。
大量事实表明，对于过渡金属元素来说，其d电子的状态是影响其颜色的决定性因素（对于镧系、锕系的元素，f电子同样影响重大）。
下面将详细说明。
还有一点需要提及，当我们在复色光（比如白光）中去掉一种波长的光时，它的补色光将会很明显的被观察到，这被称之为减色效应。
2.2 晶体场理论过渡金属极易形成配合物（在水溶液中几乎全部以配离子形式存在），它们的配离子也具有颜色。
晶体场理论可以很好的解释配合物的颜色。
晶体场理论的基本要点有如下三条：1.配合物中正负离子之间的相互作用是纯粹的静电作用。
中心离子与配体之间通过这种作用力形成化学键，放出能量。
2.d轨道能级的分裂。
过渡金属元素有5个d轨道，分别是d xy，d yz，d xz，d x2‐y2，d z2。
这五个轨道能量彼此相等（因此也被称为简并轨道）。
它们在空间直角坐标系中取向如图： 过渡金属离子最易形成八面体构型配合物和四面体构型配合物。
我们构造一个中心位于坐标原点、棱与坐标轴平行的立方体。
当形成八面体配合物时，配体从±x，±y，±z六个方向（即六个面的面心方向进入）靠近中心离子。
这时位于坐标轴上的d z2轨道和d x2‐y2轨道受到配体电子云的斥力最大，能量显著升高，这一组轨道被称为e g轨道。
而位于象限分界线上（即棱的中点）的其他三个轨道受到斥力较小，能量小幅度降低，这一组轨道被称为t2g轨道。
这样原本互相简并的轨道由于能量升高幅度不同而发生了分裂，这就是d轨道能级分裂，分裂后e g与t2g轨道能量差称为分裂能Δo（o代表八面体Octahedron）。
关于分裂能Δo，由于配体并不改变中心离子电子总能量，即各个轨道的总能量，所以分裂后两组轨道能量和不变，而且由于三个eg轨道和两个t2g轨道各自都是简并的，所以eg轨道的能量升高值和t2g轨道的能量降低值满足以下关系式：解得对于正四面体配合物，配体从立方体不相邻的四个顶点方向靠近中心离子,所以极大值指向立方体棱中点的dxy、dyz、dxz一组轨道收到的斥力比最大值指向立方体面心的d x2‐y2、d z2一组轨道受到的斥力要大，因此前一组轨道能量上升、后一组能量下降，其分裂方式与八面体配合物正好相反，而且计算得（t代表四面体Tetrahedron）八面体场和四面体场下的d轨道示意图这仅仅是正八面体和正四面体两种情况，配位化合物还有其它的构型。
而且八面体构型也会被拉长而导致其d轨道能级分裂情况和正八面体的不同。
对于其它构型，虽然也可以按照上面的方法分析，但是那必然会很麻烦。
在2.3节中我们将讨论几个可以统一分析这些构型的方法。
3.同种构型的配合物，分裂能大小与中心离子种类、价态、在周期表的位置有关，也与配体的电荷和偶极矩相关。
一般来说，同一过渡系列中心离子电荷越高、半径越大，其分裂能也越大。
第二过渡序列中心离子的分裂能普遍比第一过渡序列大40%‐50%，但是仍然比第三过渡序列小20%‐25%。
对于配体来说，理论和实践表明，配体的配位场强弱顺序如下（该序列也被称为光谱化学序列）：那么晶体场理论如何解释过渡金属离子颜色呢？正如刚才提到的，配离子的中心离子和配体的相互作用使得中心离子d轨道能级分裂。
而d电子可以吸收某一波长的可见光能量而从能量较低的t2g轨道跃迁至能量较高的e g轨道（称之为d‐d跃迁），从而使得被吸收的光的补色可见（减色效应），因此过渡金属离子显色。
但是根据晶体场理论，氢氧根离子OH‐作为配体时，其配位场强度应该比水分子H2O作为配体时的配位场要强（因为OH‐带一个单位负电荷，而H2O是电中性，晶体场理论的第一点假设即说明配合物中配体与中心离子之间作用为纯粹的静电作用）。
但是实际测得的配位场强度顺序（见上文2.2第3点）表明，H2O的配位场强度要大于OH‐的。
这说明晶体场理论存在不足之处。
因此引出了一个新的理论来修正晶体场理论——配位场理论。
在解释配位场理论之前，我们先来说明一下上文中提到的可以统一分析配合物不同构型d轨道能级分裂情况的几种方法。
2.3 对晶体场理论的补充2.3.1 对d轨道分裂能的进一步解释由上文可知，d轨道分裂能与配位场强弱呈正相关，配位场越强则分裂能越大，这会导致不同配合物中，中心离子的d电子分占5个d轨道的方式不同。
先提一下电子成对能的概念。
根据Hund规则，电子在占据轨道时往往会分占不同的轨道而且自旋平行，因为两个电子如果强行“挤入”同一轨道需要克服电子之间的斥力，从而能量增高。
这个增高的能量就是电子成对能P。
P与Δ的关系微妙的影响着中心离子d电子分占d轨道的方式。
下面论证的前提是八面体配合物，d电子多于4个（其它构型完全可以用此说法解释），基础是能量最低原理和Hund规则，即三个d电子优先把能量低的t2g轨道占满且自旋平行。
（1）当P>Δ时，配位场较弱，剩余d电子占据高能量e g轨道所需要的能量小于与其它三个电子成对克服的电子成对能，所以这时电子优先进入e g轨道。
此时由于大部分电子自旋平行，配合物被称为高自旋配合物。
（2）当P<Δ时，配位场较强，剩余d电子与其它三个电子成对克服的成对能小于占据e g轨道需要的能量，所以电子优先进入t2g轨道与其它d电子配对。
此时配合物被称为低自旋配合物。
2.3.2 s,p,d,f轨道的简并性2.3.2.1 s,p轨道的简并性配合物中，中心离子的s轨道和p轨道并不发生能级分裂。
这是由于s轨道和p轨道的能量确实要上升，然而s轨道是非简并轨道，所以不发生能级分裂；由于三个p轨道空间分布是等同的，所以配体对于三个p轨道的作用完全相等，所以也不发生能级分裂。
2.3.2.2 d轨道的简并性d xy、 dxz 、dyz在空间的分布是等同的，配体对它们的作用是相同的，因此是三重简并的。
而虽然dx2‐y2和dz2看上去似乎是不等价的，但因为dz2 可以看作是dz2‐x2和 dz2‐y2的线性组合，因此，它们是简并轨道。
2.3.2.3 f轨道的简并性f轨道的立方组表达更适用于研究八面体场：（1）fxyz 伸展方向分别指向立方体的顶点，能量最低。
是非简并轨道。
（2）fz(x2 ‐3y2)， fxz2 ‐xy2 ，fyz2 ‐yx2 伸展方向分别指向立方体的棱，是三重简并轨道。
（3）fx(5x2‐3r2 )， fy(5y2‐3r2 )， fz(5z2‐3r2 ) 直接指向配位体，能量最高。
是三重简并轨道。
2.3.3 群论可以利用群论来判断轨道在其它对称性环境（比如配合物的其他构型，基本上都是对称的）的分裂状况。
下面的特征表可以查出哪些轨道保留简并、哪些不保留：2.3.4 配位场理论晶体场理论无法解释为何会有强场弱场之分，难以说明分裂能大小的变化次序（光谱化学序列）。
而由晶体场理论和分子轨道理论组合而成的配位场理论可以解决上述问题。
配位场理论对晶体场理论的修正主要体现在两个方面，一是声明了配体不是无结构点电荷，而是有一定的电荷分布（按照晶体场理论来说，配体L 和中心离子M 之间的作用力是纯粹的静电引力，因此把配体和中心离子按照点电荷的理想模型处理）；二是成键作用既包括静电作用，又包括共价作用。
而共价作用的结果就是配体和中心离子轨道重叠，导致d 轨道离域，d 电子活动范围增大（即d 电子云扩展）。
这种现象被称为电子云扩展效应。
由于d 电子活动范围增大，d 电子也变得“稀疏”，相互之间的斥力减小。
对光谱化学序列中某些弱场和强场配体的解释：即强的π电子给予体(I －，Br －、Cl －、SCN －)＜弱的π电子给予体(F －、OH －)＜很小或无π相互作用(H 2O 、NH 3)＜弱的π接受体(phen)＜强的π接受体(NO 2－、CN －、CO)。
e g z 2,x 2‐y 2 E z 2,x 2‐y 2 t 2g xy,yz,xz T2 x,y,z xy,yz,xz t 1ux,y,zE u x,y E’ x,y x 2‐y 2,xy E g xz,yz E2’’ xz,yz A 2u z A2’’ z A 1g z 2 A1’’ z 2 B 2g x 2‐y 2 B 1gxy2.4 角重叠模型（AOM ）经顺磁共振波谱和核磁共振波谱等近代实验方法证明，配体与金属离子之间的作用力并不像晶体场假设的那样只是静电作用，金属离子与配位体之间的化学键具有一定程度的共价成分。
众所周知，共价键具有方向性，那么我们会很自然地想到配体与中心离子间的作用是否也有方向性？如果有方向性，能否计算出在空间任意位置，配体与中心原子轨道之间作用的强弱呢？首先，让我们来复习一下波函数：),()(),,(,,,,φθφθm l l n m l n Y r R r ×=Ψ波函数没有物理意义，也不可能通过测量得到。