Qual a principal característica que faz com que os complexos de metais
apresentam cores?
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a principal característica que faz com que complexos de metais de primeira série dos elementos de transição (complexos de metais
) apresentem cores. O conteúdo envolvido é a Teoria do Campo Cristalino (ou Teoria do Campo de Ligantes) e os tipos de transições eletrônicas em metais de transição.
Passo 2
Em átomos de metais de transição, os elétrons ocupam orbitais de valência do tipo
. Quando esses metais formam complexos com ligantes, o campo elétrico gerado pelos ligantes quebra a degenerescência dos cinco orbitais
, separando-os em níveis de energia com diferença
(chamada de energia de separação do campo cristalino).
Passo 3
Essa separação em níveis de energia significa que existem subníveis inferiores e superiores de orbitais
. Um elétron pode absorver um fóton cuja energia corresponda exatamente à diferença
para saltar de um subnível mais baixo para um mais alto. Como
geralmente está na faixa de energia da luz visível, o complexo absorve comprimentos de onda específicos e transmite ou reflete os compridos restantes.
Passo 4
A absorção seletiva de certas cores (comprimentos de onda) faz com que os complexos apresentem a cor complementar àquela absorvida. Portanto, as cores observadas decorrem diretamente das transições eletrônicas
d induzidas pelo campo de ligantes.
Resposta
A principal característica é a divisão (splitting) dos orbitais
em subníveis de energia devido ao campo cristalino dos ligantes, permitindo transições eletrônicas
d que absorvem luz na faixa visível.