化学高手进(有关配合物)1.用晶体场理论解释为什么锌离子的配合物是无色的?2.解释铜氨配合物的空间结构和颜色?铜也是3D 1 ...
晶体场理论与配离子颜色
根据晶体场理论,过渡金属配离子的颜色主要源于中心金属离子d轨道在配体场作用下发生能级分裂,d电子在分裂后的轨道间发生d-d跃迁,并选择性吸收可见光中特定波长的光。未被吸收的互补色光则被我们感知,从而呈现出颜色。因此,判断一个配离子是否有颜色,关键在于其中心离子是否具有未成对的d电子,以及d-d跃迁是否在可见光能量范围内发生。若中心离子的d轨道全空(d⁰)、全满(d¹⁰)或所有d电子均已成对(低自旋d⁶等特殊情况),则无法发生d-d跃迁,配离子通常无色。
常见无色配离子的判断
在常见过渡金属中,具有d⁰构型的离子如Sc³⁺、Ti⁴⁺,其形成的配离子如[Sc(H₂O)₆]³⁺、[TiCl₆]²⁻均无色。具有d¹⁰构型的离子如Zn²⁺、Cd²⁺、Ag⁺、Cu⁺,其形成的配离子如[Zn(NH₃)₄]²⁺、[Cd(CN)₄]²⁻、[Ag(NH₃)₂]⁺、[Cu(CN)₂]⁻也都无色,因为其d轨道已全满,电子无法发生跃迁。此外,某些强场配体(如CN⁻)可能导致中心离子(如Fe²⁺,d⁶)形成低自旋配合物,所有d电子成对填入低能级的t₂g轨道,同样无法发生跃迁,例如[Fe(CN)₆]⁴⁻近乎无色(实际为极浅黄色,常视为无色)。
综上所述,在解答“下列配离子中没有颜色的是”这类问题时,应首先分析中心金属离子的d电子数目和排布。若其电子构型为d⁰或d¹⁰,或在高强度晶体场中所有电子均已成对,无法发生d-d跃迁,则该配离子没有颜色。这是晶体场理论在解释配合物颜色方面最直接和核心的应用。
