Por que muitos complexos são coloridos?

Passo 1

O enunciado pergunta por que muitos complexos, sobretudo de metais de transição, apresentam cor. Vamos usar conceitos de espectroscopia eletrônica, teoria de campo cristalino e transições eletrônicas para entender esse fenômeno.

Passo 2

Quando um metal de transição forma um complexo, os ligantes ao seu redor criam um campo elétrico que quebra a degenerescência dos orbitais d do metal. Num complexo octaédrico, por exemplo, esses orbitais dividem-se em dois níveis de energia: o mais baixo denominado t2g e o mais alto eg. A separação energética entre eles chamamos de De<ao.

Passo 3

Se um elétron for promovido de t2g para eg, ele precisa absorver um fóton cuja energia satisfaça
De<a E = hnu
, visto que nu = c/lambda, isso significa que
De<a E = tfrachclambda.
Quando De<a E corresponde a comprimentos de onda na faixa do visível, o complexo absorve essa porção da luz e nós percebemos a cor complementar ao comprimento de onda absorvido.

Passo 4

Além das transições internas d d, há também transições de carga, como ligante tometal (LLCT) ou metal toligante (MLCT). Essas transições envolvem troca de elétrons entre orbitais do metal e dos ligantes, absorvendo também fótons na região visível e contribuindo para a coloração.

Passo 5

Portanto, a combinação do campo de ligantes que gera uma separação De<ao na energia dos d e das possíveis transições de carga faz com que muitos complexos absorvam luz visível e, assim, sejam coloridos.

Resposta

Muitos complexos são coloridos porque a interação entre o metal de transição e os ligantes gera uma divisão dos orbitais d (com separação De<ao) e permite transições eletrônicas d d ou de transferência de carga cuja energia corresponde a comprimentos de onda na região visível, resultando na absorção seletiva de luz e na visualização da cor complementar.

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