基本原理
田贝–菅野图是描述金属配合物 d 电子在不同配体场强度下能量变化的图表。它们通过将配合物的电子结构与配体场强度和光谱项符号相关联，来预测电子跃迁的能量。配体场强度是影响 d 轨道分裂程度的关键因素。
图表构成
每个田贝–菅野图都对应着特定的 d 电子构型（例如 d2, d3, d4 等）。图表的横坐标表示配体场强度（通常以 Dq/B 表示，其中 Dq 是晶体场分裂参数，B 是 Racah 参数），纵坐标表示电子跃迁的能量（以 E/B 表示）。图表上绘制了多个能量曲线，代表不同光谱项的能量随配体场强度变化而变化的情况。通过图表的交叉点可以确定电子跃迁的预测能量。
应用
田贝–菅野图主要应用于以下几个方面：
- 预测吸收光谱：通过读取图表，可以预测配合物在紫外、可见光和红外区域的吸收峰位置，从而解释配合物的颜色。
- 确定配位场强度：反过来，如果知道了配合物的吸收光谱，也可以利用图表来估算配位场强度。
- 研究金属配合物的性质：可以帮助理解金属配合物的磁性、稳定性和反应性等。
使用方法
使用田贝–菅野图需要以下步骤：
- 确定金属离子及 d 电子构型。
- 测定或查阅配合物的吸收光谱。
- 根据光谱中的吸收峰位置，在相应的田贝–菅野图上找到对应的能量曲线。
- 通过图表的横坐标（Dq/B 值）来确定配体场强度。
需要注意的是，田贝–菅野图是基于某些简化假设的理论模型，因此实际结果可能会与预测值略有差异。在实际应用中，还需结合实验数据进行分析和验证。
结论
田贝–菅野图是配位化学中重要的工具，用于预测和解释金属配合物的电子结构和光谱性质。它们是基于晶体场理论建立的，提供了一种直观的方式来理解配体场强度对电子跃迁的影响。虽然其应用存在一定的局限性，但田贝–菅野图仍然是研究配合物性质不可或缺的工具。