Prehodne kovinske barve v vodni raztopini

The prehodne kovine v vodni raztopini tvorijo obarvane ione, komplekse in spojine. Karakteristične barve so v pomoč pri izvajanju a kvalitativna analiza za določitev sestave vzorca. Barve odražajo tudi zanimivo kemijo, ki se pojavlja pri prehodnih kovinah.

Prehodna kovina je tista, ki tvori stabilne ione, ki so nepopolno napolnjeni d orbitale. Po tej definiciji tehnično niso vsi elementi d bloka periodične tabele prehodne kovine. Na primer, cink in skandij po tej definiciji nista prehodni kovini, ker Zn²⁺ ima celotno stopnjo d, medtem ko je Sc³⁺ nima d elektronov.

Tipična prehodna kovina ima več možnih oksidacijskih stanj, ker ima delno napolnjeno d orbito. Ko se prehodne kovine vežejo na eno bolj nevtralno ali negativno nabito nemetalno vrsto (ligandi) tvorijo tako imenovane komplekse prehodnih kovin. Drug način pogleda na zapleten ion je kot kemična vrsta s kovinskim ionom v središču in drugimi ioni ali molekuli, ki ga obdajajo. Ligand se na osrednji ion pritrdi z

Ko nastane kompleks, se oblika d orbitale spremeni, ker so nekatere bližje ligandu kot drugi: Nekatere d orbitale preidejo v višje energijsko stanje kot prej, druge pa v nižjo energijo država. To tvori energijsko vrzel. Elektroni lahko absorbirajo foton svetlobe in preidejo iz nižje energijske v višjo. Valovna dolžina fotona, ki se absorbira, je odvisna od velikosti energijske vrzeli. (Zato cepitev s in p orbitale, medtem ko se zgodi, ne ustvarja barvnih kompleksov. Te vrzeli bi absorbirale ultravijolično svetlobo in ne vplivale na barvo v vidnem spektru.)

Neplačana valovna dolžina svetlobe prehaja skozi kompleks. Nekaj ​​svetlobe se odbija tudi od molekule. Kombinacija absorpcije, odboja in prenosa povzroči navidezne barve kompleksov.

Različni elementi lahko med seboj ustvarijo različne barve. Tudi različne naboje ene prehodne kovine lahko povzročijo različne barve. Drugi dejavnik je kemična sestava liganda. Isti naboj na kovinskem ionu lahko povzroči drugačno barvo, odvisno od liganda, ki ga veže.

Barve iona prehodne kovine so odvisne od njegovih pogojev v kemični raztopini, vendar je nekatere barve dobro vedeti (še posebej, če jemljete AP Chemistry):

Povezani pojav so emisijski spektri soli prehodnih kovin, ki se uporabljajo za njihovo identifikacijo v plamenski test.