Comparaison « Energie d'appariement des électrons / Energie du champ cristallin »
Afin d'évaluer quelle configuration électronique un ion de transition peut adopter au sein d'un composé de coordination, il apparaît nécessaire de comparer 10 Dq à une énergie de référence constante.
La différence entre les configurations champ fort et champ faible est le nombre d'électrons non appariés.
Reprenons les exemples précédents :
Pour \(\textrm A\), tous les électrons sont non appariés alors que pour \(\textrm B\), seul 1 électron est non apparié.
Il apparaît donc deux caractéristiques importantes :
la valeur du nombre quantique de spin total S (\(S = \sum \textrm s\) avec \(s =\textrm{}^+_-\frac12\)) peut caractériser une configuration électronique,
l'énergie d'appariement des électrons peut constituer une énergie de référence dans la mesure où le passage de \(\textrm A\) à \(\textrm B\) (correspondant à un accroissement de la valeur de 10 Dq) s'accompagne d'une augmentation du nombre d'électron appariée \(\textrm A\to \textrm S = \frac{5}{2} , \textrm B \to \textrm S=\frac{1}{2}\).
L'énergie de référence est donc l'énergie d'appariement des électrons, notée \(\textrm P\).
Ainsi, si \(10\textrm{ Dq} < \textrm P\) il sera plus facile de peupler les orbitales de plus haute énergie \textrm(\(e_\textrm g\) dans un environnement octaédrique) que d'apparier les électrons dans celles de plus basse énergie (ex : \(\textrm t_{2\textrm g}\)).
La configuration la plus stable sera \(\textrm A\), et sera nommée configuration champ faible ou haut spin.
En revanche, si \(10\textrm{ Dq} > \textrm P\), c'est l'appariement qui sera favorisé.
La configuration la plus stable sera alors \(\textrm{B}\), et sera nommée configuration champ fort ou bas spin.