Prechodné kovové farby vo vodnom roztoku

prechodné kovy vytvárajú zafarbené ióny, komplexy a zlúčeniny vo vodnom roztoku. Charakteristické farby sú užitočné pri vykonávaní a kvalitatívna analýza na identifikáciu zloženia vzorky. Farby tiež odrážajú zaujímavú chémiu, ktorá sa vyskytuje v prechodných kovoch.

Prechodný kov je taký, ktorý vytvára stabilné ióny, ktoré sa neúplne naplnia d orbitálov. Podľa tejto definície nie sú technicky všetky d-blokové prvky periodickej tabuľky prechodné kovy. Napríklad zinok a skandium nie sú podľa tejto definície prechodné kovy, pretože Zn²⁺ má plnú úroveň d, zatiaľ čo Sc³⁺ nemá žiadne elektróny.

Typický prechodný kov má viac než jeden možný oxidačný stav, pretože má čiastočne vyplnený orbitál. Keď sa prechodné kovy viažu na jeden viac neutrálny alebo negatívne nabitý druh kovu (ligandy) tvoria tzv. komplexy prechodných kovov. Ďalším spôsobom, ako sa pozerať na komplexný ión, je chemický druh s kovovým iónom v strede a inými iónmi alebo molekulami, ktoré ho obklopujú. Ligand sa viaže na centrálny ión pomocou

Keď sa vytvorí komplex, zmení sa tvar d orbitálnej dráhy, pretože niektoré sú bližšie k ligandu ako iní: Niektorí orbitáli prechádzajú do stavu vyššej energie ako predtým, zatiaľ čo iní prechádzajú na nižšiu energiu štát. To vytvára energetickú medzeru. Elektróny môžu absorbovať fotón svetla a pohybovať sa z nižšej energie do vyššieho stavu. Vlnová dĺžka absorbovaného fotónu závisí od veľkosti energetickej medzery. (To je dôvod, prečo štiepenie obežných dráh a, aj keď sa vyskytuje, nevytvára farebné komplexy. Tieto medzery absorbujú ultrafialové svetlo a neovplyvňujú farbu viditeľného spektra.)

Neabsorbované vlnové dĺžky svetla prechádzajú komplexom. Určité svetlo sa tiež odráža späť od molekuly. Kombinácia absorpcie, odrazu a prenosu vedie k zjavným farbám komplexov.

Rôzne prvky môžu od seba vytvárať odlišné farby. Rôzne farby jedného prechodného kovu môžu mať tiež za následok rôzne farby. Ďalším faktorom je chemické zloženie ligandu. Rovnaký náboj na ióne kovu môže spôsobiť odlišnú farbu v závislosti od ligandu, na ktorý sa viaže.

Farby iónu prechodného kovu závisia od jeho podmienok v chemickom roztoku, ale niektoré farby je dobré vedieť (najmä ak užívate AP Chemistry):

Súvisiacim javom sú emisné spektrá solí prechodných kovov, ktoré sa používajú na ich identifikáciu v EU plameňový test.