Átmeneti fém színek vizes oldatban

Az átmeneti fémek színes ionokat, komplexeket és vegyületeket képezhetnek vizes oldatban. A jellegzetes színek hasznosak a kvalitatív elemzés a minta összetételének azonosítása. A színek az átmeneti fémekben felmerülő érdekes kémiát is tükrözik.

Az átmeneti fém stabil ionokat képez, amelyek nem teljesen töltöttek be d pályák. E meghatározás szerint a periódusos rendszer d-blokkjának elemei technikailag nem átmeneti fémek. Például a cink és a szandium ebben a meghatározásban nem átmeneti fémek, mert Zn²⁺ teljes d szinttel rendelkezik, míg Sc³⁺ nincs d elektronja.

Egy tipikus átmeneti fémnek egynél több lehetséges oxidációs állapota van, mivel részben kitöltött orbitalával rendelkezik. Amikor az átmeneti fémek egy másik semleges vagy negatív töltésű nemfémes fajhoz kötődnek (ligandumok) képezik az úgynevezett átmeneti fémkomplexeket. Egy másik módszer egy komplex ionra nézve olyan kémiai fajként, amelynek középpontjában fémion, és körülvevő más ionok vagy molekulák vannak. A ligandum a központi ionhoz kapcsolódik

Amikor egy komplex képződik, a d orbitális alakja megváltozik, mivel néhányan közelebb vannak a ligandhoz, mint mások: Néhány d arbitál nagyobb energiaállapotba mozog, mint korábban, míg mások alacsonyabb energiájú állapot. Ez energiarést képez. Az elektronok elnyelhetik a fény fotonját, és alacsonyabb energiaállapotból egy magasabb állapotba mozoghatnak. Az abszorbeált foton hullámhossza az energiarés méretétől függ. (Ez az oka annak, hogy az s és p orbital megoszlása, bár ez megtörténik, nem hoz létre színes komplexeket. Ezek a rések elnyelnék az ultraibolya fényt, és nem befolyásolnák a látható spektrum színét.)

A nem abszorbeált fényhullámhosszok átjutnak egy komplexen. Néhány fény visszatükröződik egy molekulából. Az abszorpció, a reflexió és az átvitel kombinációja a komplexek látszólagos színét eredményezi.

A különböző elemek eltérő színűek lehetnek egymástól. Ezenkívül az egyik átmeneti fém eltérő töltése különböző színeket eredményezhet. Egy másik tényező a ligandum kémiai összetétele. Ugyanaz a töltés egy fémionon eltérő színű lehet, attól függően, hogy a ligandum melyhez kötődik.

Az átmeneti fémionok színei attól függnek, hogy milyen körülmények között állnak egy kémiai oldatban, de néhány színt jó tudni (különösen, ha az AP Chemistry-et vesszük):

Kapcsolódó jelenség az átmeneti fémsók emisszióspektrumai, amelyeket azok azonosításához használnak lángteszt.