pereinamieji metalai sudaro spalvotus jonus, kompleksus ir junginius vandeniniame tirpale. Būdingos spalvos yra naudingos atliekant kokybinė analizė nustatyti mėginio sudėtį. Spalvos taip pat atspindi įdomią chemiją, kuri atsiranda pereinamuosiuose metaluose.
Pereinamieji metalai ir spalvoti kompleksai
Pereinamasis metalas yra tas, kuris sudaro stabilius jonus, kurie nevisiškai užpildyti d orbitalės. Pagal šį apibrėžimą techniškai ne visi periodinės lentelės d bloko elementai yra pereinamieji metalai. Pavyzdžiui, cinkas ir skandis pagal šį apibrėžimą 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 jungiasi su dar viena neutralia ar neigiamai įkrauta nemetaline rūšimi (ligandai), jie sudaro vadinamuosius pereinamojo metalo kompleksus. Kitas būdas pažvelgti į sudėtingą joną yra cheminė rūšis, kurios centre yra metalo jonas ir kiti jonai ar molekulės, supantys jį. Ligandas prie centrinio jono prisijungia
dative kovalentinis arba koordinačių jungtis. Paprastų ligandų pavyzdžiai yra vanduo, chlorido jonai ir amoniakas.Energijos spraga
Kai susidaro kompleksas, d orbitalės forma pasikeičia, nes kai kurie yra arčiau ligando nei kiti: Kai kurie d orbitalės pereina į aukštesnės energijos būseną nei anksčiau, o kiti - į mažesnę energiją valstybės. Tai sudaro energijos spragą. Elektronai gali absorbuoti šviesos fotoną ir pereiti iš žemesnės energijos būsenos į aukštesnę. Sugerto fotono bangos ilgis priklauso nuo energijos tarpo dydžio. (Todėl s ir p orbitalių padalijimas, kol vyksta, nesudaro spalvotų kompleksų. Šios spragos sugeria ultravioletinę šviesą ir nedaro įtakos matomo spektro spalvai.)
Neįsisavinti šviesos bangos ilgiai praeina per kompleksą. Šiek tiek šviesos atspindi ir molekulė. Sugerties, atspindžio ir perdavimo derinys lemia aiškias kompleksų spalvas.
Pereinamieji metalai gali turėti daugiau nei vieną spalvą
Dėl skirtingų elementų spalvos gali būti skirtingos. Be to, skirtingi vieno pereinamojo metalo krūviai gali sukelti skirtingas spalvas. Kitas veiksnys yra cheminė ligando sudėtis. Tas pats metalo jonų krūvis gali išgauti skirtingą spalvą, priklausomai nuo ligando, kurį jis suriša.
Pereinamųjų metalų jonų spalva vandeniniame tirpale
Pereinamojo metalo jonų spalvos priklauso nuo jo sąlygų cheminiame tirpale, tačiau kai kurias spalvas verta žinoti (ypač jei vartojate AP chemiją):
Pereinamasis metalo jonas |
Spalva |
Co2+ |
rožinis |
Cu2+ |
mėlyna Žalia |
Fe2+ |
alyvuogių žalia |
Ni2+ |
šviesiai žalia |
Fe3+ |
nuo rudos iki geltonos |
CrO42- |
oranžinė |
Kr2O72- |
geltona |
Ti3+ |
violetinė |
Kr3+ |
violetinė |
Mn2+ |
blyškiai rožinė |
Zn2+ |
bespalvis |
Susijęs reiškinys yra pereinamųjų metalų druskų emisijos spektrai, naudojami joms identifikuoti liepsnos bandymas.