Colores de metal de transición en solución acuosa

Los metales de transición forman iones coloreados, complejos y compuestos en solución acuosa. Los colores característicos son útiles cuando se realiza un análisis cualitativo para identificar la composición de una muestra. Los colores también reflejan una química interesante que ocurre en los metales de transición..

Metales de transición y complejos coloreados

Un metal de transición es aquel que forma iones estables que se han llenado de manera incompleta. re orbitales Según esta definición, técnicamente no todos los elementos del bloque d de la tabla periódica son metales de transición. Por ejemplo, el zinc y el escandio no son metales de transición en esta definición porque Zn²⁺ tiene un nivel d completo, mientras que Sc³⁺ no tiene d electrones.

Un metal de transición típico tiene más de un estado de oxidación posible porque tiene un orbital d parcialmente lleno. Cuando los metales de transición se unen a una especie no metálica (ligandos) más neutral o cargada negativamente, forman lo que se denomina complejos de metales de transición. Otra forma de ver un ion complejo es como una especie química con un ion metálico en el centro y otros iones o moléculas que lo rodean. El ligando se une al ion central por enlace covalente o coordinado dativo. Ejemplos de ligandos comunes incluyen agua, iones de cloruro y amoníaco..

Brecha de energía

Cuando se forma un complejo, la forma del orbital d cambia porque algunos están más cerca del ligando que otros: algunos d orbitales se mueven a un estado de energía más alto que antes, mientras que otros se mueven a un estado de energía más bajo. Esto forma una brecha energética. Los electrones pueden absorber un fotón de luz y pasar de un estado de energía más bajo a un estado más alto. La longitud de onda del fotón que se absorbe depende del tamaño de la brecha de energía. (Esta es la razón por la cual la división de los orbitales s y p, aunque ocurre, no produce complejos coloreados. Esas brechas absorberían la luz ultravioleta y no afectarían el color en el espectro visible).

Las longitudes de onda no absorbidas de luz pasan a través de un complejo. Parte de la luz también se refleja desde una molécula. La combinación de absorción, reflexión y transmisión da como resultado los colores aparentes de los complejos..

Los metales de transición pueden tener más de un color

Diferentes elementos pueden producir diferentes colores entre sí. Además, diferentes cargas de un metal de transición pueden dar como resultado diferentes colores. Otro factor es la composición química del ligando. La misma carga en un ion metálico puede producir un color diferente dependiendo del ligando al que se une..

Color de los iones metálicos de transición en solución acuosa

Los colores de un ion de metal de transición dependen de sus condiciones en una solución química, pero es bueno saber algunos colores (especialmente si está tomando Química AP):

Transition Metal Ion	Color
Co2+	rosado
Cu2+	azul verde
Fe2+	verde oliva
Ni2+	verde brillante
Fe3+	marrón a amarillo
CrO4 42-	naranja
Cr2O7 72-	amarillo
Ti3+	púrpura
Cr3+	Violeta
Minnesota2+	Rosa palido
Zn2+	incoloro

Un fenómeno relacionado son los espectros de emisión de sales de metales de transición, utilizados para identificarlos en la prueba de llama..