Energia stabilizacji pola krystalicznego

W polu krystalicznym przestrzenna orientacja orbitali d jest przyczyną ich zróżnicowania energetycznego. Obsadzenie elektronami orbitali o niższych poziomach energetycznych powoduje stabilizację energetyczną jonu centralnego w porównaniu z jonem izolowanym. Różnica energii pomiędzy d a t2g (ograniczając się do symetrii oktaedrycznej) nosi nazwę energii stabilizacji pola krystalicznego. Stabilizację tą można obliczyć następująco:

w takiej sytuacji mamy spełnioną zależność na rozkład energii (rozkład punktów ciężkości) -
4E(eg) + 6E(t2g)=10E, gdzie E jest wyrażone w jednostkach 10Dq.
Współczynniki o lewej stronie równania odpowiadają liczbom elektronów obsadzających orbitale eg i t2g. Definiując energię stabilizacji jako E - E(t2g)=X i destabilizacji od poziomu eg jako Y= E(eg) -E oraz uwzględniając 10Dq=E(eg) - E(t2g) otrzymujemy równania:
X=2/5D=4Dq
Y=3/5D=6Dq
Ogólny wzór można przedstawić następująco:
Estab=(4n-6m)10Dq, gdzie n i m oznaczają ilości elektronów na poziomach eg i t2g.
W tetraedrze rozszczepienie orbitali d jest odmienne - poziom e jest stabilizujący a t2 destabilizujący. Jednak przyjmując 10Dq tetraedru jako 4/9 10Dq oktaedru oraz uwzględniając inwersję poziomów energetycznych daje się określić ESPK.
Dla kompleksów oktaedrycznych wysokospinowych (o maksymalnej licznie elektronów niesparowanych) można określić następującą zależność:
d1 - 4Dq    d2 - 8Dq    d3 - 12Dq    d4 - 6Dq    d5 - 0Dq
d6 - 4Dq    d7 - 8Dq    d8 - 12Dq    d9 - 6Dq    d10 - 0Dq
Taki stan znajduje odwzorowanie w danych elsperymentalnych takich jak ciepła hydratacji  jonów oraz  w zależnościach długości wiązania metal - tlen w tlenkach metali o strukturze Oh. Stabilizacja wpływa w pierwszym przypadku na nadwyżkę ciepła hydratacji jonów, która jest największa dla jonów o konfiguracji d3 i d8. W drugim przypadku największe skrócenie wiązań obserwuje się dla tych samych konfiguracji.
Teoria pola krystalicznego