배위 화합물의 가장 놀라운 특성 중 하나는 이들이 보여주는 광범위한 색상입니다. 그것은 화학자들에게 큰 관심의 대상이었다. Hexaaquairon (II) 복합체가 빨간색으로 보이지만 Hexaaquacobalt (II) 복합체가 분홍색과 Hexaaquanickel (II) 복합 녹색으로 보이는 이유는 무엇입니까? 이러한 질문에 대한 답은 조정 화합물의 결정 필드 이론에 있습니다. 그러나 우리가 그것을 배우기 전에, 왜 우리가 처음에 색상을 보는지 이해하는 것이 중요합니다. 우리는 가시 방사선을 흡수 할 때마다 어떤 화합물의 색상을 볼 수 있습니다.
컬러 휠
방사선이 파장을 증가 시키거나 주파수 감소를 순서대로 배치하는 전자기 방사선 스펙트럼 CGXUVIMR을 알고 있어야합니다. 다양한 파장의 빛이 샘플에 발생할 때마다 샘플은 특정 범위의 파장의 방사선 만 흡수합니다. 가시 범위에서 방사선을 흡수하면 색상이 흡수되는 색상에 상보적인 것을 볼 수 있습니다.
샘플이 파란색을 흡수하면 색상이 파란색, 즉 주황색으로 보완되고 그 반대도 마찬가지입니다.
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색상 흡수
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파장 범위 (NM)
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컬러 전송
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빨간색
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700-620
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녹색
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오렌지
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620-580
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블루
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노란색
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580-560
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바이올렛
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녹색
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560-490
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빨간색
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블루
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490-430
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오렌지
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바이올렛
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430-380
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노란색
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화합물이 가시 영역에 놓지 않는 방사선을 흡수하면 흰색 또는 무색으로 보입니다.
복합체의 색상
복합체의 색상은 다른 에너지 수준 사이의 전자 전이 때문입니다. 전이는 하나의 d- 궤도에서 다른 d- 궤도로 발생합니다. 그러나 모든 D- 궤도가 에너지가 동일하다면 어떻게 가능합니까? 금속의 D- 궤도는 실제로 퇴화된다. 그러나 리간드 근처에 올 때 그들의 에너지가 변합니다.
이것은 CFT (Crystal Field Theory)에 의해 설명 될 수 있습니다. CFT는 금속과 리간드 사이의 결합은 순수하게이 둘 사이의 정전기 상호 작용에서 발생한다고 말합니다. 이에 따라, 우리는 중성 분자의 경우 음이온 및 포인트 디콜의 경우 리간드를 점 전하로 처리합니다. 이러한 점 전하/쌍극자로 인해 D- 궤도의 퇴행성이 손실됩니다. 그들은 다른 에너지를 가진 두 개의 다른 궤도 세트로 나뉘 었습니다. 이 분할은 팔면체 및 사면체 복합체에서 다르게 발생합니다.
팔면체 복합체의 CFT
팔면체 화합물에서, 금속 궤도는 x, y 및 z 축을 따라 또는 그 사이에 놓일 수 있습니다. Orbitals DX2-Y2 및 DZ2는 리간드가 더 많은 정전기 반발에 접근하고 경험하여 에너지가 더 높아지는 축을 향해 지적합니다. 반면에, 궤도의 엽, dxy, dyz 및 dxz의 엽은 축 사이에 있습니다. 따라서 그들은 리간드에서 직접 반발을 경험하지 않습니다. 결과적으로, 그들은 에너지가 낮아집니다.
리간드가 강한 필드 리간드 일 때, 두 궤도 세트 사이의 에너지 차이는 리간드가 약한 필드 일 때와 비교하여 더 높다. 전자의 경우, 전자는 하부 파장 (또는 더 높은 에너지)의 방사선을 흡수하여 상위 에너지 수준으로 전이합니다. 이러한 화합물은 빨간색, 주황색 또는 노란색으로 보입니다.
두 궤도 세트 사이의 에너지 차이가 낮을 때 전자는 낮은 에너지 방사선을 흡수하고 화합물은 파란색, 보라색 또는 녹색으로 나타납니다.
리간드는 아래 분광 화학 시리즈에서 전계 강도에 따라 배열되었습니다.
이 시리즈의 왼쪽에있는 리간드는 약한 장 리간드이고 오른쪽에있는 리간드는 강한 필드 리간드입니다.
사면체 복합체의 CFT
여기서 분할은 팔면체 복합체에서 발생하는 방식과 반대입니다. DX2-Y2 및 DZ2는 에너지가 낮은 궤도 세트를 형성합니다. DXY, DYZ 및 DXZ는 에너지가 더 높은 T2 세트의 궤도 세트를 형성합니다. 둘 사이의 에너지 갭은 팔면체 복합체의 에너지 갭보다 낮다.
리간드 대 금속 전하 이동 (LMCT)
때로는 금속의 D- 궤도에 전자가 없을 때에도 복합체의 색이 나타납니다. 이것은 리간드에서 금속의 빈 궤도로 전자를 전달하기 때문에 발생합니다. MN2O7- (강렬한 보라색), CRO42- (강렬한 오렌지색) 등과 같은 복합체의 경우 관찰됩니다.
결론
우리는 왜 우리가 복잡한 음표 의이 색에서 실생활에서 색상을 볼 수 있는지 논의했습니다. 조정 화합물에서, D-D 전자 전이로 인해 색이 발생합니다. 이것은 결정 필드 이론에 의해 설명 될 수있다. 단지 의미의 색상을 이해하려면 CFT를 유지하는 것이 중요합니다. CFT는 팔면체 및 사면체 복합체에서 다르게 발생합니다. 분광 화학적 일련의 리간드를 이해하는 것은 화합물의 색상의 차이를 이해하는 데 중요합니다. LMCT는 D-D 전자 전이가 불가능한 화합물에서 색상을 줄 수 있습니다.
