Aquest camp afecta els seus cinc orbitals d
(que, en un àtom o ió lliure, són situats tots en un mateix nivell d’energia) i els separa en nivells d’energia diferent, depenent el mode i la magnitud de la separació de la natura dels lligands i de llur configuració absoluta al voltant de l’ió metàl·lic. Així, per exemple, en un complex octaèdric
MX 6
en el qual sis lligands X,
que són ions negatius o molècules polars, envolten un ió metàl·lic central M
en les posicions dels vèrtexs d’un octàedre, la repulsió originada per les càrregues negatives de X
incrementa l’energia dels electrons situats en els dos orbitals dirigits cap als vèrtexs ( orbitals
d z 2
i
d x 2
-y 2
designats conjuntament per d
γ) mentre que fa minvar relativament la dels electrons situats en els altres tres orbitals
d x z
, d x y
i
d y z
, que apunten a direccions allunyades dels vèrtexs (grup d’orbitals d ε
). En un complex tetraèdric, la diferent simetria provoca el desdoblament del nivell d
també en dos subnivells, desplaçats ara a la inversa dels del cas octaèdric; en un complex pla quadrat, en més de dos subnivells. La diferència d’energia entre els subnivells d γ
i d ε
, que és costum de denominar ?172sb;, varia segons M
i creix amb la intensitat del camp creat pels lligands X
. Les característiques d’aquest camp són la base d’una teoria que explica la natura de l’enllaç en els complexos i les propietats físiques i químiques que se'n deriven. Així, la distribució dels electrons de l’ió metàl·lic en els dos subnivells d
, és afectada pel valor ∆: en efecte, un cop hi ha un electró en cadascun dels orbitals de menor energia, els electrons següents tenen dues possibilitats, la d’entrar també en un d’aquests amb spin
invertit, o la de mantenir el mateix spin
i situar-se en un dels orbitals de major energia, depenent l’adopció d’una possibilitat o altra del fet que l’energia que cal per a invertir el spin
i vèncer la repulsió interelectrònica superi o no la que cal per a pujar al nivell superior (?172sb;). Així, hi ha complexos que poden presentar un nombre diferent d’electrons desaparellats segons quina sigui la intensitat del camp dels lligands; aquest nombre determina directament la magnitud del moment magnètic de la molècula. La hibridació dels orbitals s
i p
de la capa de valència amb els d
buits de l’ió metàl·lic, i llur combinació amb els dels lligands, forneix el lloc on s’allotgen els electrons que constitueixen els enllaços covalents del complex, i en determina la configuració i les propietats esteroquímiques. Finalment, per absorció d’energia radiant és provocada fàcilment la transferència d’electrons entre els nivells d ε
i d γ
veïns. Com que l’energia necessària és precisament ∆, i el valor d’aquesta correspon generalment a l’espectre visible, les solucions i els cristalls dels complexos de metalls de transició són gairebé sempre acolorits: les determinacions espectroscòpiques de les posicions de llurs bandes d’absorció han permès de calcular els valors de ?172sb;i de desenvolupar en conseqüència tota aquesta teoria.
m
Química