过渡金属配合物为什么有多种颜色
㈠ 请解释一下金属配合物颜色的问题
过渡元素配合物大都有颜色。含有自旋平行的电子一般有颜色,有颜色离子形成的化合物都带有颜色。这是因为含有自旋平行的电子的离子基态和激发态的能量差较小,易被可见光激发而显色。配合物的颜色是由于过渡金属离子d轨道未充满电子(d 1-9),在配位体场的作用下,分裂后的5个d轨道上的电子就跃迁到能量空的d轨道,这种d-d跃迁的电子选择性的吸收可见光区内一定波长显示特征光谱,而呈现颜色。但这种颜色与d-d跃迁后的分裂能ΔE大小有关。一般产生较大分裂能的配位体形成的配合物,颜色较深,同一金属离子与不同的配位体形成的配合物具有不同的颜色。
㈡ 为什么同样的物质会有不同的颜色
是与内部结构有关。
我把大学无机化学的晶体场理论给你摘录一段吧。
晶体场理论认为,这些配离子的形成体(或中心离子)由于d 轨道未填满,有未成对电子,d 电子吸收光能在低能级的d 轨道到高能级的d 轨道之间发生电子跃迁,这种跃迁称d -d 跃迁,其相应的能量间隔一般在10000~40000cm,相当于可见光及近紫外光区的波长范围。例如正八面体配离子[Ti(HO)]的水溶液显紫红色,这是因为Ti只有1个3d 电子,它在八面体场中的电子排布为d,当可见光照射到该配离子溶液时,处于d轨道上的电子吸收了可见光中波长为492.7nm附近的光而跃迁到d轨道。这一波长光子的能量恰好等于配离子的分裂能,相当于20400cm,这时可见光中蓝绿色光被吸收,剩下红色和紫色的光,故溶液显紫红色,如图7-11。
根据晶体场理论,配合物的颜色与Δ值有关,分裂能越大,要实现d -d 跃迁就需要吸收高能量的光子(即波长短的光子),就使配合物吸收光谱向短波方向移动。[Cu(HO)]显蓝色(吸收橙红光为主,吸收峰约在12600cm)而[Cu(NH)]显深蓝色(吸收橙黄色光为主,吸收峰约在15100cm),就是因为NH比HO的分裂能大。
晶体场理论在配位化学中有广泛的应用,它能解释一些价键理论不能解释的实验现象。用晶体场理论能说明过渡金属配离子的吸收光谱和配合物呈现颜色的原因;根据配位场强弱,成对能Ep与分裂能Δ的相对大小,决定d 电子的排布,了解配合物的自旋状态是高自旋还是低自旋,可以解释配合物的磁性等。但是晶体场理论也有它的局限性,它只考虑了中心离子与配体之间的静电作用,而没有考虑它们之间有一定程度的共价结合,因此它不能解释像Ni(CO)、Fe(CO)等以共价为主的配合物,它也不能解释光化学顺序的本质,例如中性HO分子为什么比带负电的卤素离子分裂能更大,而CO和CN等配位体的分裂能特别大,这些问题无法单纯用静电场解释。核磁共振等近代实验方法证明,金属离子的轨道与配位体分子轨道仍有重叠,也就是说金属离子与配位体之间的化学键具有一定程度的共价成分。
㈢ 为什么过渡金属的配合物一般都有颜色
因为过渡金属配合物形成了一种可以吸收其他波长光线的结构.
过渡金属的配合物,首先是过渡金属的金属元素独特的原子结构,核外电子的结构不同于周期表其他的元素,这关系到后面空间建构的形成.
然后是配合物,不同的物质和过渡金属离子通过配位电子结合形成出的物质具有独特的的空间结构,这些独特的空间结构可以像棱镜一样将光进行折射,将不同波长的光分开,其中的一些波长的光被选择性的吸收,另一些光被释放出来,呈现出来,让人可以肉眼见到一些颜色.
㈣ 为什么过渡金属离子会有颜色!!
反射的话,是不管多少的波长进去,都有多少的波长出来
而这个原子吸收是不一样的
跃迁到指定的高能级轨道
吸收的能量是固定的,就是两个轨道的能量差ΔE
这个能量差就是所放出波的能量E
再根据E=hv(h是普朗克常数,v是频率)可以得到此波的频率
根据c=λv(c是光速,λ是波长)就可以算出波的波长
指定轨道跃迁的话,能量差是定值,因而得到的波长也是正好是可见区的一个定值
入射的是全波长的光,然后这个定值的波长都被吸收掉了,看到的就是反射出来的剩下的光的颜色了
㈤ 配合物为什么具有丰富的颜色变化
过渡元素配合物大都有颜色。配合物的颜色是由于过渡金属离子d轨道未充满电子(d1-9),在配位体场的作用下,分裂后的5个d轨道上的电子就跃迁到能量空的d轨道,这种d-d跃迁的电子选择性的吸收可见光区内一定波长(其d-d跃迁能量一般在1.99×10-19~5.96×1019J或波数为10000~30000Cm-1)显示特征光谱,而呈现颜色。但这种颜色与d-d跃迁后的分裂能△大小有关。一般产生较大分裂能的配位体形成的配合物,颜色较深。其变化规律是:(1) 同一金属离子与不同配位体形成的配合物具有不同的颜色。配位体场强越强(I-<Br-<Cl-<F-<H2O<C2O42-<NH3<NO2<CN-),分裂能△越大,d-d跃迁吸收谱带依次向短波方向移动,使配合物颜色依次加深。如CuCl42-(绿)、Cu(H2O)42+(蓝)、Cu(NH3)42-(深蓝)(2) 同种配位体的同一金属元素的配合物,随中心离子氧化态升高,分裂能△增大,颜色加深。如过渡元素的三价离子水溶液比二价离子水溶液颜色深,铁(Ⅲ)水溶液一般为红棕色,铁(Ⅱ)一般为浅绿色。(3) 同族过渡元素的同配位体、同价态配合物的分裂能随周期数增大而增大,所以从上到下颜色加深。当分裂能太大,使物质的最大吸收峰在紫外光区,物质呈现无色。 对于配位体相同而中心离子不同的配合物,中心离子的氧化性越强,荷移跃迁能越小,配合物吸收移向较长波区,颜色加深;对于相同金属离子而配位体不同的配合物,配位体越易被氧化,跃迁能越小,吸收移向长波区方向,颜色加深;对于配合物的中心元素和配位体相同时,中心元素的氧化态越高,d轨道的能量越低,吸收移向较长波区,颜色加深。 说明:上边是查来的资料
㈥ 为什么大多数过渡金属的配离子是有色的
电子跃迁吸收光能
㈦ 为什么KMNO4是紫黑色固体 而K2MNO4却是绿色呢
什么跟什么,这是过渡金属的原子电子排布不同造成的。而过渡金属离子成色原因如下:
一般来说,未成对的电子相对于成对电子更容易吸收能量发生跃迁,因此我们遇到的大
多数有色物质都是含有未成对电子的,如Fe3+,Cu2+等。另一方面,由于有相当一部分物质
的电子跃迁所产生的电磁波在可见光范围之外,因此往往表现为无色透明或是白色。而我们
注意到过渡金属离子具有丰富的颜色,因为它们正好同时符合上述两个条件:含有未成对的电子
d 电子轨道能级分裂后的轨道间能量差正好落在可见光能量范围之内
常见的过渡金属离子往往以配合物的形式存在,水合物、氨合物、氰合物等等。它们在
形成配合物的过程中常常伴随着d 轨道能级分裂,这与配合物的构型、配体本身的性质有关。
d 电子本来有五个能量相等的轨道:dxy dyz dzx dx2-y2 dz2。其中前三个与坐标轴成45 度夹
角,dx2-y2 在x-y 平面上并与坐标轴方向一致,dz2 成带环哑铃状,延z 轴延伸。这五种轨道
在形成配合物的过程中会不同程度的受到配体的影响与限制。例如:考虑配位数为6 的八面
体配位构型水合物,由于配体正好位于中心离子的三个坐标轴方向上,即与dx2-y2 dz2 的延展
方向相冲突,那么中心离子的这两个d 轨道受到配体负电荷的斥力,能量升高明显;而另外
3 个d 轨道方向与配体相错开,能量变化相对dx2-y2 dz2 要小得多;于是中心离子的d 轨道就
能级分裂为两组:相对高能的dx2-y2 dz2,和相对低能的dxy dyz dzx,而他们的能量差(约在
1.99·10-19J 和5.96·10-19J 之间)能够部分落在可见光范围(5.5·10-19 和3.0·10-19 之间)
内。d 电子很容易在这两组轨道间跃迁,而产生人眼能感觉到的色光。三、过渡金属离子化合物颜色差异与改变
常见的过渡金属离子颜色产生差异的原因有以下几种:
1、金属原子种类不同
2、金属原子种类相同而价态不同
3、金属离子的配体不同
4、金属离子的配位方式不同
于是价态不同的Mn(Ⅵ)(电子排布为[Ar]3d1)和Mn(Ⅶ)(电子排布为[Ar]),注意到Mn(Ⅵ)有一个单电子,于是在光照时能够发生短暂的能级跃迁,回复到原来状态时,其多余的能量以某一波长的光发射出来,于是就有了颜色。而Mn(Ⅶ)没有单电子,[Ar]中的电子难以跃迁,因此光照时不发生能级跃迁,于是没有发射任何光量子,看起来就是黑色的。至于KMnO4溶液为什么是紫红色的,那大概因为H2O的溶剂化作用改变了MnO4-的离子结构吧,想不起来了。LZ想细究的话也可以,自学一下配合物,然后在学习配合物的晶体场理论吧。
㈧ 配位物都有颜色吗
过渡元素配合物大都有颜色。配合物的颜米电米受米惠米联少多少a米量米惠米联米受米fe多量米量多e多aeb惠晓受晓晓晓联晓受晓多晓晓晓电色是由于过渡金属离子d轨道未充满电子(d
受-惠
),在配位体场的作用下,分裂后的多个d轨道上的电子就跃迁到能量空的d轨道,这种d-d跃迁的电子选择性的吸收可见光区内一定波长(其d-d跃迁能量一般在受.惠惠×受零
-受惠
~多.惠米×受零
受惠
j或波数为受零零零零~晓零零零零cm
-受
)显示特征光谱,而呈现颜色。但这种颜色与d-d跃迁后的分裂能△大小有关。一般产生较大分裂能的配位体形成的配合物,颜色较深。其变化规律是:
(受)
同一金属离子与不同配位体形成的配合物具有不同的颜色。配位体场强越强(i
-
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电
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联
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(蓝)、cu(nh
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电-
(深蓝)
(电)
同种配位体的同一金属元素的配合物,随中心离子氧化态升高,分裂能△增大,颜色+深。如过渡元素的三价离子水溶液比二价离子水溶液颜色深,铁(ⅲ)水溶液一般为红棕色,铁(ⅱ)一般为浅绿色。
(晓)
同族过渡元素的同配位体、同价态配合物的分裂能随周期数增大而增大,所以从上到下颜色+深。当分裂能太大,使物质的最大吸收峰在紫外光区,物质呈现无色。
对于配位体相同而中心离子不同的配合物,中心离子的氧化性越强,荷移跃迁能越小,配合物吸收移向较长波区,颜色+深;对于相同金属离子而配位体不同的配合物,配位体越易被氧化,跃迁能越小,吸收移向长波区方向,颜色+深;对于配合物的中心元素和配位体相同时,中心元素的氧化态越高,d轨道的能量越低,吸收移向较长波区,颜色+深。
说明:上边是查来的资料</cn
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㈨ 为什么大部分配合物都有不同的颜色
过渡元素配合物大都有颜色。配合物的颜色是由于过渡金属离子d轨道未充满电子(d
1-9
),在配位体场的作用下,分裂后的5个d轨道上的电子就跃迁到能量空的d轨道,这种d-d跃迁的电子选择性的吸收可见光区内一定波长(其d-d跃迁能量一般在1.99×10
-19
~5.96×10
19
j或波数为10000~30000cm
-1
)显示特征光谱,而呈现颜色。但这种颜色与d-d跃迁后的分裂能△大小有关。一般产生较大分裂能的配位体形成的配合物,颜色较深。其变化规律是:
(1)
同一金属离子与不同配位体形成的配合物具有不同的颜色。配位体场强越强(i
-
<br
-
<cl
-
<f
-
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2
o<c
2
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4
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),分裂能△越大,d-d跃迁吸收谱带依次向短波方向移动,使配合物颜色依次加深。如cucl
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(绿)、cu(h
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(蓝)、cu(nh
3
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4
2-
(深蓝)
(2)
同种配位体的同一金属元素的配合物,随中心离子氧化态升高,分裂能△增大,颜色加深。如过渡元素的三价离子水溶液比二价离子水溶液颜色深,铁(ⅲ)水溶液一般为红棕色,铁(ⅱ)一般为浅绿色。
(3)
同族过渡元素的同配位体、同价态配合物的分裂能随周期数增大而增大,所以从上到下颜色加深。当分裂能太大,使物质的最大吸收峰在紫外光区,物质呈现无色。
对于配位体相同而中心离子不同的配合物,中心离子的氧化性越强,荷移跃迁能越小,配合物吸收移向较长波区,颜色加深;对于相同金属离子而配位体不同的配合物,配位体越易被氧化,跃迁能越小,吸收移向长波区方向,颜色加深;对于配合物的中心元素和配位体相同时,中心元素的氧化态越高,d轨道的能量越低,吸收移向较长波区,颜色加深。
说明:上边是查来的资料