Γιατί τα μεταβατικά μέταλλα είναι χρωματισμένα;
1. Μερικώς γεμάτα τροχιακά D:
* Τα μεταβατικά μέταλλα έχουν μερικώς γεμίσει D τροχιακά στα ιόντα τους. Αυτά τα τροχιακά είναι υπεύθυνα για τα χαρακτηριστικά χρώματα.
* Σε αντίθεση με τα αλκαλικά μέταλλα (όπως το νάτριο) ή τα μέταλλα της αλκαλικής γης (όπως το μαγνήσιο), τα οποία έχουν γεμίσει πλήρως ή κενά τροχιακά, τα μεταβατικά μέταλλα μπορούν εύκολα να χάσουν ή να κερδίσουν ηλεκτρόνια σε αυτά τα d τροχιά.
2. Ηλεκτρονικές μεταβάσεις:
* Όταν το φως λάμπει σε ένα μεταβατικό μεταλλικό ιόν, η ενέργεια από το φως μπορεί να διεγείρει ένα ηλεκτρόνιο από μια χαμηλότερη ενέργεια d τροχιά για μια υψηλότερη ενέργεια d τροχιά. Αυτό ονομάζεται ηλεκτρονική μετάβαση.
* Τα συγκεκριμένα μήκη κύματος του φωτός που απορροφώνται εξαρτώνται από τη διαφορά ενέργειας μεταξύ των τροχιακών d, η οποία επηρεάζεται από τους γύρω προσδέτες (μόρια ή ιόντα που συνδέονται με το μεταλλικό ιόν).
3. Χρώμα που βλέπουμε:
* Το χρώμα που αντιλαμβανόμαστε είναι το συμπληρωματικό χρώμα των μηκών κύματος που απορροφάται από το ιόν μεταβατικών μετάλλων. Για παράδειγμα, εάν ένα διάλυμα απορροφά το μπλε φως, θα εμφανιστεί πορτοκαλί.
* Το χρώμα του διαλύματος καθορίζεται από τους συγκεκριμένους συνδέτες που συνδέονται με το μεταλλικό ιόν, καθώς διαφορετικοί συνδετήρες μπορούν να προκαλέσουν διαφορετικές ενεργειακές διαφορές μεταξύ των τροχιακών d.
4. Παράγοντες που επηρεάζουν το χρώμα:
* Πεδίο συνδέτη: Η αντοχή της αλληλεπίδρασης μεταξύ του μεταλλικού ιόντος και του προσδέματος καθορίζει τη διαφορά ενέργειας μεταξύ των τροχιακών d και επομένως του χρώματος του συμπλόκου.
* κατάσταση οξείδωσης: Διαφορετικές καταστάσεις οξείδωσης του ίδιου μεταλλικού ιόντος μπορούν να οδηγήσουν σε διαφορετικά χρώματα.
* Αριθμός συντονισμού: Ο αριθμός των προσδεμάτων που περιβάλλουν το μεταλλικό ιόν μπορεί να επηρεάσει τη διαφορά ενέργειας μεταξύ των τροχιών και επομένως το χρώμα.
Συνοπτικά:
Τα χρώματα των μεταβατικών μετάλλων προκύπτουν από την απορρόφηση συγκεκριμένων μήκους κύματος του φωτός από τα μερικώς γεμισμένα d τροχιακά τους, οδηγώντας σε ηλεκτρονικές μεταβάσεις. Τα συγκεκριμένα χρώματα καθορίζονται από τους παράγοντες που αναφέρονται παραπάνω, με αποτέλεσμα ένα ευρύ φάσμα χρωμάτων που εμφανίζονται από ενώσεις μετάλλων μετάλλων.
