Que se passe-t-il dans un environnement de coordinats ?
L'approche du champ cristallin permet d'apporter la réponse à cette question. Lorsqu'un élément de transition s'entoure de ligands, leur interaction électrostatique déstabilise l'espèce métallique et il y a une levée de dégénérescence des cinq orbitales \(\textrm d\).
A l'approche des ligands, l'ion central est déstabilisé, son énergie augmente. La conséquence sur la déstabilisation de l'ion central est la levée de dégénérescence et le dédoublement des 5 orbitales atomiques en deux séries d'orbitales atomiques.
La construction de la figure ci-dessus est précisée dans la suite de la ressource.
Dans l'approche du champ cristallin, les coordinats sont considérés comme des centres chargés négativement. Ces centres, chargés négativement, interagissent avec les électrons des lobes des orbitales \(\textrm d\) ; la répulsion entre ces entités de charge identique conduit à une répulsion et à une déstabilisation des orbitales.
L'importance de la déstabilisation des cinq orbitales \(\textrm d\) et la levée de dégénérescence dépend de la forme et de la symétrie du complexe. Elle est évaluée par la différence d'énergie entre deux groupes d'orbitales (\(\textrm d_{\textrm z^2}\), \(\textrm d_{\textrm x^2-\textrm y^2}\)) et (\(\textrm d_{\textrm{xy}}\), \(\textrm d_{\textrm{xz}}\) , \(\textrm d_{\textrm{yz}}\)). Elle est appelée énergie du champ cristallin (10 Dq ; la notification 10 Dq provient du fait que cette énergie est mesurée par spectroscopie optique).
Nous allons considérer deux cas de symétrie différente : la symétrie octaédrique et la symétrie tétraédrique.