Exact spin-pairing energies at the crossovers in octahedral d ⁴, d ⁵, d ⁶, and d ⁷ transition metal complexes

Abstract

Exact spin-pairing energies Π are calculated by direct diagonalization of the relevant ligand field plus interelectronic repulsion matrices for the configurations d ⁴, d ⁵, d ⁶, and d ⁷ of octahedral transition metal ions. The results are presented in terms of Π/B as function of γ = C/B for the range of values γ=3.0 to 8.0. Comparison with the quantity π resulting from a simplified approach in which configuration interaction is neglected or considered on an approximate basis only reveals significant differences. Useful estimates of spin-pairing energies are provided, in addition, on the basis of empirical magnetic and electronic spectral data.

Zusammenfassung

Exakte Spinpaarungsenergien Π für die Konfigurationen d ⁴, d ⁵, d ⁶ und d ⁷ oktaedrischer Übergangsmetallionen werden durch direkte Diagonalisierung der entsprechenden Matrizen des Ligandenfeldes sowie der Elektronenwechselwirkung berechnet. Die Ergebnisse für Π/B werden in Abhängigkeit von γ = C/B für den Wertebereich γ=3.0 bis 8.0 angegeben. Ein Vergleich mit der Größe π, die bei einer vereinfachten Behandlung unter Vernachlässigung oder näherungsweiser Berücksichtigung der Konfigurationswechselwirkung erhalten wird, zeigt auffallende Unterschiede. Nützliche Abschätzungen der Spinpaarungsenergie werden außerdem unter Benutzung empirischer magnetischer und elektronenspektroskopischer Daten erhalten.

Résumé

Les énergies exactes de couplage de spin Π sont calculées par diagonalisation directe du champ de ligand correspondant en plus des matrices de répulsion électronique pour les configurations d ⁴, d ⁵, d ⁶ et d ⁷ des ions octaédriques des métaux de transition. Les résultats sont présentés en termes de Π/B en fonction de γ = C/B dan l'intervalle γ=3,0 à 8,0. On trouve des différences significatives par comparaison de π avec les valeurs résultant d'une approche simplifiée sans interaction de configuration ou avec interaction de configuration approchée. De plus, des estimations des énergies de couplage de spin sont obtenues à partir de données empiriques magnétiques et spectrales.