Файл: lecttext.pdf

Цветность комплексных соединений

Многие комплексные соединения в кристаллическом состоянии и водном растворе отличаются яркой окраской. Так, водный раствор,

содержащий катионы [Cu(NH3)4]2+, окрашен в интенсивно синий цвет,

катионы [Ti(H2O)6]3+ придают раствору фиолетовую окраску, а катионы

[Co(NH3)5H2O]2+

объяснить появление той или иной окраски у комплексных соединений.

Если через раствор или кристаллический образец вещества пропускать свет видимой части спектра, то в принципе возможны три варианта физического поведения образца: отсутствие поглощения света любой длины волны (образец вещества бесцветен, хотя может иметь полосы поглощения в ультрафиолетовой области спектра); полное поглощение света во всем интервале длин волн (образец будет казаться черным);

наконец, поглощение света только определенной длины волны (тогда образец будет иметь цвет, дополнительный к поглощенному узкому участку спектра). Таким образом, цвет раствора или кристаллов определяется

частотой полос поглощения видимого света

(alhimik.ru›compl_soed/gl_6.htm):

Поглощение квантов света комплексами (например, имеющими октаэдрическое строение) объясняется взаимодействием света с электронами,

находящимися на dε-подуровне, сопровождаемое их переходом на вакантные орбитали dγ-подуровня.

Например, при пропускании света через водный раствор, содержащий катионы гексаакватитана(III) [Ti(H2O)6]3+, обнаруживается полоса поглощения света в желто-зеленой области спектра (20300 см , λ=500 нм).

Это связано с переходом единственного электрона комплексообразователя с dε-АО на dγ-подуровень:

Рис. 5. Переход электронов с dε-подуровня, на вакантные орбитали dγ-

подуровня в [Ti(H2O)6]3+ (alhimik.ru›compl_soed/gl_6.htm)

Поэтому раствор, содержащий [Ti(H2O)6]3+, приобретает фиолетовый цвет (дополнительный к поглощенному желто-зеленому).

Таким образом, мы видим, что ТКП может быть применена для описания многих свойств комплексных соединений. ТКП используется для определения окраски соединений, магнитной восприимчивости,

относительной устойчивости в растворах. Выяснения влияния внутренней ассиметрии комплексов, предсказания относительных энергий электронных переходов, возможного числа неспаренных электронов, некоторых структурных свойств, например шпинелей, энергий электронных переходов в неизвестных комплексах, получения качественной информации о природе связи металл-лиганд.

Дальнейшим развитием ТКП является теория поля лигандов.

Примерно с 1950 года эта теория выдвинулась в центр внимания химии, а

интерес к ней усилился после появления модели углового перекрывания. Но это тема нашей следующей лекции.

Спасибо за внимание!

Глоссарий:

Комплексообразователь – атом (или ион), координирующий вокруг себя другие ионы или молекулы.

Лиганды – ионы или молекулы, координированные комплексообразователем и имеющие с ним непосредственную химическую связь.

Донорный атом – атом молекулы лиганда, имеющий непосредственную химическую связь с комплексообразователем.

Координационное число комплексообразователя – число связей,

образованных комплексообразователем с донорными атомами лигандов.

Внутренняя сфера – комплексообразователь и лиганды.

Внешняя сфера – остальные ионы и молекулы, входящие в состав комплексного соединения и непосредственно не связанные с комплексообразователем.

Орбиталь – область наиболее вероятного местонахождения электрона в атоме (атомная орбиталь) или в молекуле (молекулярная орбиталь).