Pereinamosios metalo spalvos vandeniniame tirpale

Heinrichas van den Bergas / Getty Images

The pereinamieji metalai vandeniniame tirpale sudaro spalvotus jonus, kompleksus ir junginius. Būdingos spalvos yra naudingos atliekant akokybinė analizėnustatyti mėginio sudėtį. Spalvos taip pat atspindi įdomią pereinamųjų metalų chemiją.

Pereinamieji metalai ir spalvoti kompleksai

Pereinamasis metalas yra tas, kuris sudaro stabilius jonus, kurie yra nepilnai užpildyti d orbitalės. Pagal šį apibrėžimą techniškai ne visi periodinės lentelės d bloko elementai yra pereinamieji metalai. Pavyzdžiui, pagal šį apibrėžimą cinkas ir skandis nėra pereinamieji metalai, nes Zn²⁺turi visą d lygį, o Sc³⁺neturi d elektronų.

Tipiškas pereinamasis metalas turi daugiau nei vieną galimą oksidacijos būseną, nes jis turi iš dalies užpildytą d orbitalę. Kai pereinamieji metalai prisijungia prie dar vienos neutralios arba neigiamo krūvio nemetalų rūšies ( ligandai ), jie sudaro vadinamuosius pereinamųjų metalų kompleksus. Kitas būdas pažvelgti į sudėtingą joną yra cheminė rūšis, kurios centre yra metalo jonas ir kiti jonai ar molekulės, supančios jį. Ligandas prisijungia prie centrinio jono datatyvas kovalentinis arba koordinačių ryšys . Įprastų ligandų pavyzdžiai yra vanduo, chlorido jonai ir amoniakas.

Energijos spraga

Kai susidaro kompleksas, d orbitalės forma pasikeičia, nes kai kurios yra arčiau ligando nei kitos: Kai kurios d orbitalės pereina į didesnės energijos būseną nei anksčiau, o kitos pereina į žemesnės energijos būseną. Taip susidaro energijos atotrūkis. Elektronai gali sugerti šviesos fotoną ir pereiti iš žemesnės energijos būsenos į aukštesnę. Sugerto fotono bangos ilgis priklauso nuo energijos tarpo dydžio. (Štai kodėl s ir p orbitalių padalijimas, kol vyksta, nesukuria spalvotų kompleksų. Tie tarpai sugertų ultravioletinę šviesą ir nepaveiktų matomo spektro spalvos.)

Nesugerti šviesos bangos ilgiai praeina per kompleksą. Dalis šviesos taip pat atsispindi iš molekulės. Sugerties, atspindžio ir perdavimo derinys lemia akivaizdžias kompleksų spalvas.

Pereinamieji metalai gali turėti daugiau nei vieną spalvą

Skirtingi elementai gali sukurti skirtingas spalvas vienas nuo kito. Be to, skirtingi vieno pereinamojo metalo krūviai gali turėti skirtingas spalvas. Kitas veiksnys yra ligando cheminė sudėtis. Tas pats metalo jonų krūvis gali turėti skirtingą spalvą, priklausomai nuo ligando, kurį jis jungia.

Pereinamųjų metalų jonų spalva vandeniniame tirpale

Pereinamojo metalo jonų spalvos priklauso nuo jo sąlygų cheminiame tirpale, tačiau verta žinoti kai kurias spalvas (ypač jei vartojate AP Chemistry):

Pereinamojo metalo jonai	Spalva
Co2+	rožinis
Su2+	mėlyna Žalia
Tikėjimas2+	alyvuogių žalia
Į2+	šviesiai žalia
Tikėjimas3+	rudos iki geltonos spalvos
CrO4du-	oranžinė
KrduO7du-	geltona
Apie3+	violetinė
Kr3+	violetinė
Mn2+	blyškiai rožinė
Zn2+	bespalvis

Susijęs reiškinys yra pereinamųjų metalų druskų emisijos spektrai, naudojami joms identifikuotiliepsnos bandymas.