Боје прелазних метала у воденом раствору

Тхе прелазних метала формирају обојене јоне, комплексе и једињења у воденом раствору. Карактеристичне боје су корисне при извођењу а квалитативна анализа да се идентификује састав узорка. Боје такође одражавају занимљиву хемију која се догађа код прелазних метала.

Прелазни метал је онај који формира стабилне јоне који су се у потпуности попунили д орбитале. По овој дефиницији, технички нису сви елементи д блока периодичне табеле прелазни метали. На пример, цинк и скандијум по овој дефиницији нису прелазни метали јер је Зн²⁺ има пун д ниво, док је Сц³⁺ нема д електрона.

Типични прелазни метал има више од једног могућег стања оксидације, јер има делимично испуњену д орбиталу. Када се прелазни метали везују за једну више неутралну или негативно набијену неметалну врсту (лиганди), они формирају такозване комплексе прелазних метала. Други начин посматрања сложеног јона јесте хемијска врста са металним јоном у центру и осталим јонима или молекулама који га окружују. Лиганд се веже за централни јон

Када се формира комплекс, облик д орбитале се мења, јер су неки ближи лиганду други: Неке д орбитале прелазе у више енергетско стање него пре, док друге прелазе на нижу енергију стање. Ово формира енергетски јаз. Електрони могу да апсорбују фотон светлости и пређу из стања ниже енергије у више стање. Таласна дужина фотона која се апсорбује зависи од величине енергетског јаза. (Због тога цепање с и п орбитала, док се то догађа, не ствара обојене комплексе. Те празнине би апсорбирале ултраљубичасто светло и не утицале на боју у видљивом спектру.)

Неупорбоване таласне дужине светлости пролазе кроз комплекс. Нека се светлост такође одбија од молекула. Комбинација апсорпције, рефлексије и преноса резултира у привидним бојама комплекса.

Различити елементи могу произвести различите боје један од другог. Такође, различита пуњења једног прелазног метала могу резултирати различитим бојама. Други фактор је хемијски састав лиганда. Исто наелектрисање металног јона може да произведе другачију боју у зависности од лиганда које веже.

Боје јона прелазног метала зависе од његових услова у хемијском раствору, али је неке боје добро знати (посебно ако узимате АП хемију):

Сродна појава су емисијски спектри соли прелазних метала који се користе за њихово идентификовање у тест пламена.