为什么过渡金属的配合物一般都有颜色?请举例说明。请帮忙给出正确答案和分析 谢谢!

大学本科 已帮助: 时间:2024-10-30 01:20:53

为什么过渡金属的配合物一般都有颜色?请举例说明。
请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!

难度:⭐⭐⭐

题库:大学本科,理学,物理学类

标签:都有,正确答案,请帮忙

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425***995

2024-10-30 01:20:53

正确答案:过渡金属配合物的吸收光谱一般在紫外一可见光区因为有配位场存在时配合物的中心原子的d轨道能级分裂电子发生d-d跃迁。正因为d-d跃迁的能量在可见光范围内所以大多数过渡金属配合物都有颜色。例如[Ti(H2O)63+为淡紫红色这是因为 [Ti(H2O)63+中Ti3+的d电子从t2g能级激发到eg能级时吸收蓝绿光透过紫红色故[Ti(H2O)63+呈紫红色。 又由于d-d跃迁属于禁阻跃迁吸收光谱强度较弱故[Ti(H2O)63+显淡紫红色。 [Ti(H2O)63+的吸收光谱示如图6—3所示。由图可见最大吸收在20400cm-1处Ti3+的组态为d1故[Ti(H2O)63+的配位场分裂能△o=△E=hv=20400cm-1 电子在不同能级间的跃迁服从一定的选律满足选律的跃迁才能产生光谱这种跃迁称为允许跃迁其跃迁概率大谱带强度大。不满足选律的跃迁称为禁阻跃迁其跃迁概率小谱带强度弱。d—d跃迁所满足的选律为 式中表示跃迁禁阻;←→表示跃迁允许。d轨道是g对称d—d跃迁是禁阻的但实际上d—d跃迁是存在的通常认为有两种情况: ①由于原子核的运动使具有对称中心的配合物产生畸变而破坏了中心对称d轨道不再具有g对称的特征使d—d跃迁由禁阻变成弱允许。又因配合物的这种畸变发生在瞬间故d—d跃迁的强度较弱。 ②若配合物中无对称中心(正四面体配合物)配合物在配位场的作用下发生d—p轨道混合而改变了d轨道g对称的特征因此在d—d跃迁中就呈现部分d→p或p→d弱允许跃迁其跃迁概率取决于d-p轨道混合的程度。 △S=0即电子只能在自旋多重度相同的能级间跃迁。但是实验发现d-d跃迁在不同的自旋多重态之间也可发生。自旋禁阻跃迁之所以能够发生是因为配合物存在旋一轨耦合时自旋量子数S已不再是一个严格的量子数从而不同自旋多重度之间的所谓自旋禁阻跃迁就能发生。
过渡金属配合物的吸收光谱一般在紫外一可见光区,因为有配位场存在时,配合物的中心原子的d轨道能级分裂,电子发生d-d跃迁。正因为d-d跃迁的能量在可见光范围内,所以大多数过渡金属配合物都有颜色。例如,[Ti(H2O)63+为淡紫红色,这是因为[Ti(H2O)63+中Ti3+的d电子从t2g能级激发到eg能级时吸收蓝绿光,透过紫红色,故[Ti(H2O)63+呈紫红色。又由于d-d跃迁属于禁阻跃迁,吸收光谱强度较弱,故[Ti(H2O)63+显淡紫红色。[Ti(H2O)63+的吸收光谱示如图6—3所示。由图可见,最大吸收在20400cm-1处,Ti3+的组态为d1,故[Ti(H2O)63+的配位场分裂能△o=△E=hv=20400cm-1。电子在不同能级间的跃迁服从一定的选律,满足选律的跃迁才能产生光谱,这种跃迁称为允许跃迁,其跃迁概率大,谱带强度大。不满足选律的跃迁称为禁阻跃迁,其跃迁概率小,谱带强度弱。d—d跃迁所满足的选律为式中,表示跃迁禁阻;←→表示跃迁允许。d轨道是g对称,d—d跃迁是禁阻的,但实际上d—d跃迁是存在的,通常认为有两种情况:①由于原子核的运动,使具有对称中心的配合物产生畸变而破坏了中心对称,d轨道不再具有g对称的特征,使d—d跃迁由禁阻变成弱允许。又因配合物的这种畸变发生在瞬间,故d—d跃迁的强度较弱。②若配合物中无对称中心(正四面体配合物),配合物在配位场的作用下发生d—p轨道混合而改变了d轨道g对称的特征,因此在d—d跃迁中就呈现部分d→p或p→d弱允许跃迁,其跃迁概率取决于d-p轨道混合的程度。△S=0,即电子只能在自旋多重度相同的能级间跃迁。但是实验发现,d-d跃迁在不同的自旋多重态之间也可发生。自旋禁阻跃迁之所以能够发生,是因为配合物存在旋一轨耦合时,自旋量子数S已不再是一个严格的量子数,从而不同自旋多重度之间的所谓自旋禁阻跃迁就能发生。

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