الألوان المعدنية الانتقالية في محلول مائي

ال المعادن الانتقالية تشكل أيونات ملونة ومجمعات ومركبات في محلول مائي. الألوان المميزة مفيدة عند تنفيذ أ التحليل النوعي لتحديد تركيبة العينة. تعكس الألوان أيضًا كيمياء مثيرة للاهتمام تحدث في المعادن الانتقالية.

المعدن الانتقالي هو الذي يشكل أيونات مستقرة تمتلئ بشكل غير كامل د المدارات. من خلال هذا التعريف ، ليست جميع عناصر الكتلة d في الجدول الدوري من الناحية الفنية هي معادن انتقالية. على سبيل المثال ، الزنك والاسكانديوم ليسوا معادن انتقالية بهذا التعريف لأن Zn²⁺ لديه مستوى د كامل ، بينما Sc³⁺ ليس لديه إلكترونات د.

يحتوي المعدن الانتقالي النموذجي على أكثر من حالة أكسدة واحدة محتملة لأنه يحتوي على مد مدار جزئيًا. عندما ترتبط المعادن الانتقالية بنوع غير معدني أكثر حيادية أو سالبة الشحنة (يجاند) ، تشكل ما يسمى مجمعات المعادن الانتقالية. هناك طريقة أخرى للنظر إلى أيون معقد وهي كأنواع كيميائية مع أيون فلزي في المركز وأيونات أو جزيئات أخرى تحيط به. يجند يعلق على أيون مركزي من قبل تاريخ تساهمي أو تنسيق السندات. تتضمن أمثلة الليجينات الشائعة الماء وأيونات الكلوريد والأمونيا.

عندما يتشكل المركب ، يتغير شكل المدار d لأن بعضها أقرب من المركب البعض الآخر: تنتقل بعض المدارات d إلى حالة طاقة أعلى من ذي قبل ، بينما ينتقل البعض الآخر إلى طاقة أقل حالة. هذا يشكل فجوة في الطاقة. يمكن للإلكترونات امتصاص الفوتون من الضوء والانتقال من حالة طاقة أقل إلى حالة أعلى. يعتمد الطول الموجي للفوتون الذي يتم امتصاصه على حجم فجوة الطاقة. (هذا هو السبب في أن تقسيم مدارات s و p ، أثناء حدوثه ، لا ينتج مجمعات ملونة. ستمتص هذه الفجوات الضوء فوق البنفسجي ولن تؤثر على اللون في الطيف المرئي.)

تمر الأطوال الموجية غير الممتصة للضوء عبر مجمع. بعض الضوء ينعكس أيضًا من الجزيء. ينتج عن الجمع بين الامتصاص والانعكاس والانتقال الألوان الواضحة للمجمعات.

قد تنتج العناصر المختلفة ألوانًا مختلفة عن بعضها البعض. أيضا ، يمكن أن تؤدي الشحنات المختلفة لمعدن انتقالي إلى ألوان مختلفة. عامل آخر هو التركيب الكيميائي لليجند. قد تنتج نفس الشحنة على أيون معدني لونًا مختلفًا اعتمادًا على الليغاند الذي يربطه.

تعتمد ألوان أيون الفلز الانتقالي على ظروفه في محلول كيميائي ، ولكن بعض الألوان من المفيد معرفتها (خاصة إذا كنت تتناول AP Chemistry):

الظاهرة ذات الصلة هي أطياف انبعاث الأملاح المعدنية الانتقالية ، المستخدمة لتحديدها في اختبار اللهب.