Jahn Teller

Teorema de Jahn- Teller
Este efecto electrónico fue propuesto por Hermann Arthur Jahn y Edward Teller, que demostraron, usando la teoría de grupos, que las moléculas no lineales con estados electrónicos degenerados no podían ser estables
Este efecto es importante, por ejemplo, en el caso de las sales y los complejos octaédricos de cobre(II). Este catión tiene una población electrónica d9, y,por tanto, un estado fundamental de simetría t2g (un orbital con dos electrones y otro con uno). La distorsión de la simetría octaédrica para dar un octaedro elongado axialmente, por ejemplo, estabiliza el orbitaldx2-y2, que queda ocupado por dos electrones y desestabiliza el dz2, que queda ocupado por un electrón. La distorsión que se da más a menudo es la elongación de los enlaces metal-ligandoque se encuentran en el eje z, aunque también se pueden acortar estos enlaces; ya que el teorema Jahn-Teller prevé la existencia de una geometría inestable, pero no predice la dirección en la que se efectua.
La elongación se produce para rebajar la repulsión electrostática entre el par de electrones del ligando y los electrones que se encuentran en los orbitales del metal que tengan una componentez.
En complejos octaédricos, el efecto Jahn-Teller es más pronunciado cuando un número impar de electrones ocupa los orbitales eg como en: d9, d7 de espín bajo o el d4de espín alto. Esto se debe a que los orbitales eg se encuentran en la misma dirección que los ligandos, así pues la distorsión representa una gran estabilización energética. El efecto es mucho menor cuando los electronesdegenerados se encuentran en los orbitales t2g, porque estos no están en la misma dirección que los ligandos, por lo tanto las repulsiones son menores. En complejos tetraédricos, la distorsión es la misma que en el último caso, donde la distorsión también es menor, ya que los ligandos tampoco están señalando directamente a los orbitales.
Los efectos esperados para complexos octaédricos se encuentran en laseguiente tabla:
Efecto Jahn-Teller
Número de electrones d
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
espín alto
d
d

f

d
d

f

espín bajo
-
-

d
d

f

-



d: efecto Jahn-Teller débil (t2g orbitales semillenos)
f: efecto Jahn-Teller fuerte (eg orbitales semillenos)
Blanco: no se espera efecto Jahn-Teller
En compuestos con las siguientes configuraciones:
•d4, d9 de campo débil•d7 y d9 de campo fuerte
•d1, d2; d6 y d7 de espín alto
•d4, d5 de bajo espín


Afirma que para una molecula no lineal en un estado electronicamente degenerado, debe presentarse una distorsion para bajar la simetria, remover la degeneracion y disminuir la energia.
Considerese una molecula octaédrica en que se alejan los ligantes que se encuentran en el eje z. Como consecuenciainteraccionan menos con los orbitales que tienen una componente sobre el eje z, esto es los orbitales dz2, dxz y dyz, por lo que estos orbitales se estabilizan.
Como un resultado de la regla del "centro de gravedad", los orbitales que no tenga un componente en z como dx2-y2 y dxy suben en energia la cantidad correspondiente.
Se puede decir que el desdoblamiento de los orbitales eg sera un poco mayor queel de los orbitales t2g y que ambos serán relativamente pequenos con respecto a 10Dq. En el momento que se aproximan los ligantes en una geometria casi octaedrica, los ligantes que se acercan a lo largo del eje z seran repelidos por el electron, en otras palabras la electronegatividad con que el ion metalico central los atrae será menor.

Esta anisotropia en la electronegatividad tendrá comoresultado que haya enlaces mas fuertes con los ligantes que se encuentran en los ejes x e y y consecuentemente la distancia de enlace sera mas corta que con los ligantes en z.
Por otra parte si el electron se encuentra en el orbital dx2-y2, observaremos un acortamiento de las longitudes de enlace en el eje z.
Considerese al ion [Ti(H2O)6]3+, un ion d1, su configuracion en un campo octaédrico es t...