Колір сполук металів перехідного ряду зазвичай обумовлений електронними переходами двох основних типів:
- переходи заряду
- d-d переходи
Докладніше про переходи переказу:
Електрон може стрибати з a переважно лігандний орбіталь до a переважно металевої орбіталі, що призводить до переходу ліганд-метал-заряд (LMCT). Вони можуть найбільш легко виникати, коли метал знаходиться у високому стані окислення. Наприклад, колір хроматних, дихроматних і перманганатних іонів обумовлений переходами LMCT.
Більше про d-d переходи:
Електрон стрибає з однієї d-орбіталі на іншу. У комплексах перехідних металів d-орбіталі не всі мають однакову енергію. За допомогою теорії кристалічного поля можна розрахувати схему розщеплення d-орбіталей.
Якщо ви хочете дізнатися більше, ви можете подивитися тут.
Також:
Просте пояснення полягало б в тому, щоб дізнатися перше, що викликає "колір". Ключовим принципом є "електронний перехід". Щоб мати електронний перехід, електрон повинен «стрибати» з більш низького рівня на орбіталь вищого рівня. Тепер світло - це енергія правильно? Отже, коли є світло, ми бачимо кольори. Але це не зупиняється на цьому. Причина, чому перехідний метал особливо барвиста, полягає в тому, що вони мають незаповнені або наполовину заповнені d орбіталі.
Існує кристалічна теорія поля, яка пояснює розщеплення d орбіталі, яка розбиває орбіталь d на більш високу і нижню орбіталь. Тепер електрони перехідного металу можуть «стрибати». Зауважимо, що світло поглинається для електронів, щоб "стрибати", але ці електрони в кінцевому підсумку падають знову до свого основного стану, випускаючи світло специфічної інтенсивності і довжини хвилі. Ми сприймаємо це як кольори.
Тепер для веселої частини. Зауважимо, що електрон не може переходити, якщо орбітальна повна. Погляньте на цинк у таблиці періодичного періоду. Зауважимо, що орбітальні d можуть утримувати до 10 електронів. Зверніть увагу, що цинк має 10 електронів у своїй орбітальній d. Так, ви вгадаєте, це правильно, воно не буде кольору і не вважається перехідним металом. цинк не є перехідним металом, але він є частиною елементів d-блоку. Розум роздутий!
Атомні радіуси перехідних металів суттєво не зменшуються в рядку. Як ви додаєте електрони до d-орбітальні, ви додаєте ядра електронів або валентних електронів?
Ви додаєте валентні електрони, але ви впевнені, що передумова вашого питання правильна? Див. Тут для обговорення атомних радіусів перехідних металів.
Для перехідних металів першого ряду, чому 4s орбіталі заповнюються до 3d орбіталей? І чому електрони втрачають від орбіталей 4s перед 3d-орбіталями?
Для скандію через цинк, 4s орбіталі заповнюють ПІСЛЯ 3d орбіталей, А 4s електрони втрачаються перед 3d-електронами (останні в, перші). Див. Тут пояснення, яке не залежить від «наполовину заповнених оболонок» для стабільності. Подивіться, як 3d-орбіталі мають меншу енергію, ніж 4s для перехідних металів першого ряду тут (Додаток B.9): Всі принципи Aufbau передбачають, що електронні орбіталі заповнюються від нижчих до більш високої енергії ... може спричиняти. 4s-орбіталі є більш високими в енергії для цих перехідних металів, тому природно вони мають тенденцію заповнювати LAST (особливо для пізніх перехідних металі
Які приклади перехідних металів та їх використання?
Залізо, основний метал у сталі, являє собою трансформаційний метал. У автомобілях сталеві панелі, які знаходяться під впливом, часто покривають цинком, іншим перехідним металом, щоб запобігти іржі.