Octahedraalikentässä

Octahedraalikentässä on kemiallinen käsite, joka kuvaa keskellä olevaa siirtometalliatomia ympäröivää kuuden ligandin muodostamaa octahedraalista koordinaatiorakennetta. Tällaiset ympäristöt esiintyvät yleisesti koordinointiyhdisteissä, joissa ligandid voivat olla esimerkiksi H2O, NH3, CN− tai Cl−. Octahedraalikenttä vaikuttaa keskimmäisen ionin d-orbitaalien energiatasoihin ja siten yhdisteen elektroniseen rakenteeseen sekä ominaisuuksiin kuten väri- ja magneettikokeiden tuloksiin.

d-orbitaalien energiatasot jakautuvat octahedralisessa ympäristössä kahteen ryhmään: t2g (dxy, dxz, dyz) matalammalla energiatasolla ja eg (dx2−y2, dz2) korkeammalla energiatasolla. Energiaero Δoct välillä näiden ryhmien välillä kuvaa kentän voimakkuutta. Δoct riippuu ligandid-tuen voimakkuudesta sekä metallin ionin koosta ja ligandin etäisyyksistä keskuksestaan.

Elektronien määrä d-n tiloissa asettaa spinitilan valinnan. Heikomman kentän oloissa elektronit voivat asettua suuremman rekrytoinnin mukaan korkeammin energiatasolle (high-spin), kun taas vahvemman kentän oloissa ne voivat paritua t2g-tiloihin (low-spin). Näin ollen yhdisteen magneettiset ominaisuudet sekä reaktiokäyttäytyminen voivat muuttua riippuen ligandiden kenttävoimakkuudesta.

Käytännössä octahedraalikenttä on keskeinen käsite sekä koordinointiyhdisteiden että kiinteäaineiden tarkastelussa. Värit puna- ja violetin sävyistä keltaisiin johtuvat pääasiassa d-d siirtymistä. Rajoitteena on, että todelliset yhdisteet poikkeavat ideaalista octahedraalista geometriasta ja tulevat huomioiksi esimerkiksi Jahn–Tellerin efektin ja vibraation vaikutukset. Teoreettisesti käytetään crystal field -käsitteiden lisäksi ligand field - ja molekyylin Orbital -teoriaa sekä Tanabe–Sugano -diagrammeja tarkemman kuvan saamiseksi.