更新时间：2024-06-17 13:46
晶体场理论是研究过渡族元素（络合物）化学键的理论。它在静电理论的基础上，结合量子力学和群论（研究物质对称的理论）的一些观点，来解释过渡族元素和镧系元素的物理和化学性质，着重研究配位体对中心离子的d轨道和f轨道的影响。
crystal field theory简称CFT理论。化学键理论之一。
主要内容：
（1）把配位键设想为完全带正电荷的阳离子与配体（视为点电荷或偶极子）之间的静电引力。
（2）配体产生的静电场使金属原来五个简并的d轨道分裂成两组或两组以上能级不同的轨道，有的比晶体场中d轨道的平均能量降低了，有的升高了。分裂的情况主要决定于中心原子（或离子）和配体的本质以及配体的空间分布。
（3）d电子在分裂的d轨道上重新排布，此时配位化合物体系总能量降低（这个总能量的降低值称为晶体场稳定化能（CFSE））。晶体场理论能较好地说明配位化合物中心原子（或离子）上的未成对电子数，并由此进一步说明配位化合物的光谱、磁性、颜色和稳定性等。
·过渡金属的离子处于周围阴离子或偶极分子的晶体场中，前者称为中心离子，后者称为配位体。中心离子与配位体之间的作用力是单纯的静电引力，把配位质点当作点电荷来处理 ，不考虑配位体的轨道电子对中心离子的作用。
晶体场理论只能适用于离子晶体矿物，如硅酸盐、氧化物等。
在负电荷的晶体场中，过渡金属中心阳离子d轨道的能级发生变化。这种变化取决于晶体场的强度（周围配位体的类型）和电场的配位性（配位体的对称性）。
总之，就是：
1、中心离子与配体之间看作纯粹的静电作用。中心原子是带正电的点电荷，配体（或配位原子）是带负电的点电荷。它们之间的作用犹如离子晶体中正、负离子之间的离子键，是纯粹的静电吸引和排斥，并不形成共价键。
2、中心原子的5 个能量相同的d 轨道在周围配体所形成的负电场的作用下，能级发生分裂。有些d 轨道能量升高，有些d轨道能量则降低。
3、由于d 轨道能级的分聚，中心原子d 轨道上的电子将重新排布，优先占据能量较低的轨道，使系统的总能量有所降低，配合物更稳定。
2、四面体场中d轨道能级分裂
3、正方形场中d轨道能级分裂
4、晶体场稳定化能（CFSE）
5、姜—泰勒效应对八面体场的影响
分裂后最高能量d轨道的能量与最低能量d轨道能量之差叫做d轨道分裂能（∆）。
在配体场作用下，d轨道发生分裂，d电子在分裂后d轨道总能量，叫做晶体场稳定能。
过渡族金属离子在八面体配位中所得到的总稳定能，称八面体晶体场稳定能。镉离子、镍离子、钴离子等离子将强烈选择八面体配位位置。
过渡金属离子在四面体配位中所得到的总稳定能，称四面体晶体场稳定能。
1、配合物的磁性
（1）当电子对称能p>∆，高自旋，所有F-的配合物p>∆，高自旋。
（2）当p<∆，低自旋，CN-配合物p<∆，低自旋。
（3）正四面体配合物一般是高自旋∆ （4）对于d1、d2、d3、d8、d9、d10金属离子配合物不论弱场强场，只有1种排布，无高低自旋。只有d4~d7才分高低自旋。 （5）如配合物里单电子数为零，为反磁性，如存在单电子则为顺磁性。 2、解释配离子的空间构型:用CFSE判断。 3、解释配合物可见光谱（颜色）：d-d跃迁。例如解释二价水合锰离子颜色很淡，是因为五个电子分占五个d轨道，如可见光激发电子跃迁需克服电子成对能，所需能量高。所以二价锰离子为浅粉红色。 4、配离子的稳定性： 用CFSE，其值越大，配合物越稳定。 5、晶体场理论在解释配体对中心离子的配合能力时不理想，此时应用配位场理论。