Transição de cores de metal em solução aquosa

o metais de transição formar íons coloridos, complexos e compostos em solução aquosa. As cores características são úteis ao executar um análise qualitativa para identificar a composição de uma amostra. As cores também refletem uma química interessante que ocorre nos metais de transição.

Um metal de transição é aquele que forma íons estáveis ​​que preencheram incompletamente d orbitais. Por essa definição, tecnicamente nem todos os elementos do bloco d da tabela periódica são metais de transição. Por exemplo, zinco e escândio não são metais de transição por essa definição porque Zn²⁺ tem um nível d completo, enquanto Sc³⁺ não tem d elétrons.

Um metal de transição típico tem mais de um estado de oxidação possível porque possui um orbital d parcialmente cheio. Quando os metais de transição se ligam a mais uma espécie de metal não neutro ou com carga negativa (ligantes), eles formam os chamados complexos de metais de transição. Outra maneira de observar um íon complexo é como uma espécie química com um íon metálico no centro e outros íons ou moléculas ao seu redor. O ligante se liga ao íon central por

Quando um complexo se forma, o formato do orbital d muda porque alguns estão mais próximos do ligante do que outros: alguns orbitais d se movem para um estado de energia mais alto do que antes, enquanto outros se movem para um estado de energia mais baixo Estado. Isso forma uma lacuna de energia. Os elétrons podem absorver um fóton de luz e passar de um estado de energia mais baixo para um estado mais alto. O comprimento de onda do fóton que é absorvido depende do tamanho da diferença de energia. (É por isso que a divisão dos orbitais s e p, enquanto ocorre, não produz complexos coloridos. Essas lacunas absorvem a luz ultravioleta e não afetam a cor no espectro visível.)

Comprimentos de onda de luz não absorvidos passam por um complexo. Alguma luz também é refletida de volta a partir de uma molécula. A combinação de absorção, reflexão e transmissão resulta nas cores aparentes dos complexos.

Elementos diferentes podem produzir cores diferentes um do outro. Além disso, cargas diferentes de um metal de transição podem resultar em cores diferentes. Outro fator é a composição química do ligante. A mesma carga em um íon metálico pode produzir uma cor diferente, dependendo do ligante ao qual ele se liga.

As cores de um íon de metal de transição dependem de suas condições em uma solução química, mas algumas cores são boas de saber (especialmente se você estiver tomando AP Chemistry):

Um fenômeno relacionado é o espectro de emissão de sais de metais de transição, usado para identificá-los no teste de chama.