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
do metal. Num complexo octaédrico, por exemplo, esses orbitais dividem-se em dois níveis de energia: o mais baixo denominado
e o mais alto
. A separação energética entre eles chamamos de
.
Passo 3
Se um elétron for promovido de
para
, ele precisa absorver um fóton cuja energia satisfaça
, visto que , isso significa que
.
Quando 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.
, visto que
Quando
Passo 4
Além das transições internas
–
, há também transições de carga, como ligante
metal (LLCT) ou metal
ligante (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
na energia dos
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
(com separação
) e permite transições eletrônicas
–
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.