Hvilke beviser er der, at den karakteristiske farve, der er observeret for hver forbindelse på grund af metalion i tilfælde af?

1. D-Orbital opdeling:

* Overgangsmetaller: Overgangsmetaller har delvist fyldt D-orbitaler. Disse D-orbitaler er degenererede (har det samme energiniveau) i et isoleret atom.

* ligandfelt: Når en overgangsmetalion er omgivet af ligander (ioner eller molekyler, der binder til metallet), forårsager ligandernes elektriske felt en opdeling af disse degenererede D-orbitaler til forskellige energiniveauer. Størrelsen af ​​denne opdeling afhænger af ligandernes art og metalion.

2. Elektroniske overgange:

* Absorption af lys: Når en forbindelse absorberer lys, kan en elektron i en lavere energi-d-orbital være begejstret for en højere energi-d-orbital. Energiforskellen mellem disse orbitaler svarer til en bestemt bølgelængde af lys.

* Farveopfattelse: Den farve, vi opfatter, er den komplementære farve på det absorberede lys. For eksempel, hvis en forbindelse absorberer blåt lys, ser vi dets komplementære farve, orange.

Bevis:

* spektroskopiske undersøgelser: UV-VIS-spektroskopi bekræfter absorptionen af ​​specifikke bølgelængder af lys ved overgangsmetalforbindelser, der direkte understøtter D-orbital opdelingsteori.

* farveændring med ligander: Ændring af ligander, der omgiver en metalion, fører ofte til en farveændring på grund af ændret d-orbital opdeling og forskellige bølgelængder af lys absorberet. Dette er grunden til, at forskellige koordinationskomplekser af det samme metal kan have forskellige farver.

* farvevariation inden for en metalserie: Overgangsmetaller i den samme serie (f.eks. Krom, mangan, jern) viser ofte en tendens i farve, hvilket afspejler ændringer i antallet af D-elektroner og de deraf følgende D-orbitale opdelingsmønstre.

Eksempler:

* kobber (ii) ioner: Typisk blå eller grøn på grund af D-D-overgange i Cu (II) ionkomplekset.

* kobolt (II) -ioner: Kan være lyserød, rød eller blå, afhængigt af liganderne, tilskrives igen D-D-overgange.

* nikkel (II) ioner: Ofte grøn, men kan være andre farver afhængigt af liganderne, igen på grund af D-D-overgange.

Sammendrag:

Den karakteristiske farve på en forbindelse, der indeholder en overgangsmetalion, er et resultat af det unikke energiniveau, der opdeles af D-orbitaler forårsaget af liganderne og de efterfølgende elektroniske overgange, der opstår, når lys absorberes. Dette fænomen understøttes af spektroskopiske undersøgelser og de observerede farveændringer baseret på ligander og variation i metalion.