

金属錯体は色を持つものがある理由を調べてみました。
中心金属原子のd軌道(通常は5重に縮退)が、配位子の静電場の影響で、エネルギーの高いeg軌道とエネルギーの低いt2g軌道に分かれ、t2g軌道の電子が特定の波長の光を吸収してeg軌道に遷移することで色が見えるということで間違いはないですか?
ここで、疑問が生まれました。
たとえば、テトラアンミン銅(II)イオンは濃青色を示しますが、銅原子の最外殻のd軌道は空で、遷移する電子がないのでは?という疑問です。
にもかかわらず、なぜ色が見えるのか、教えていただけないでしょうか?
ちなみに高校レベルまでは理解できます。電子軌道も、基本的なことはわかります。わからない用語等はできるだけ調べます。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
> 中心金属原子のd軌道(通常は5重に縮退)が《中略》
> 遷移することで色が見えるということで間違いはないですか?
正八面体型の金属錯体のd-d遷移(または配位子場遷移)に関する説明としては、間違いはないです。正四面体型の金属錯体では、e軌道の方がt2軌道よりもエネルギーが低くなるので、e軌道の電子が特定の波長の光を吸収してt2軌道に遷移することで色が見えます。正方形型などの他の形の金属錯体でも、軌道のエネルギー準位が入れ替わるだけで、基本的には同じ理屈で色がつきます(軌道を表す記号も錯体の形によって変わります:正八面体型のときはegとt2g,正四面体型のときはeとt2)。
これとは別に、CT遷移(または電荷移動遷移)と呼ばれる電子遷移が理由で色を持つ金属錯体もあります。中心金属原子のd軌道の電子が配位子の電子軌道へ移る遷移をMLCT遷移、配位子の電子軌道の電子が中心金属原子のd軌道へ移る遷移をLMCT遷移といいます。
> 銅原子の最外殻のd軌道は空で、遷移する電子がないのでは?
Cu2+ イオンは9個のd電子を持ちます。t2g軌道に6個、eg軌道に3個の電子がそれぞれ入っているとすれば、eg軌道に空席が一個ありますので、t2g→egの遷移が可能です。テトラアンミン銅(II)イオンは、正八面体型の[Cu(NH3)4(H2O)2]2+ イオンと考えればいいです(本当は、ヤーン・テラー効果のために、銅(II)錯体の形は正八面体を引き延ばした形になっているのですけど、おおざっぱな話をするときには正八面体型と考えても大丈夫です)。
中心金属原子と配位子とで起こる電子遷移もあるのですね。納得です。
テトラアンミン銅(II)イオンを正八面体型と考えるというのは知りませんでした。これからも金属錯体に関して考える機会があると思うので、参考にさせていただきます。
ご回答ありがとうございました。
No.1
- 回答日時:
>>テトラアンミン銅(II)イオンは濃青色を示しますが、
>>銅原子の最外殻のd軌道は空で、
>>遷移する電子がないのでは?という疑問です。
上のほうはいいのですが、2行目に思い違いが有りますね。
実際に電子配置を検討しなきゃ、思い込みでやると大きなミスにつながりますよ。
Cu原子番号29ですね。
29Cu:(1s)^2 (2s)^2(2p)^6 (3s)^2(3p)^6(3d)^9 (4s)^2
ですから,
Cu^2+:(1s)^2 (2s)^2(2p)^6 (3s)^2(3p)^6(3d)^9 (4s)^0
で、3d電子は9個です。実際にチェックしなかったことからきた、簡単な思い違い。
後は、軌道エネルギーの分裂等を考えてください。ヤーン・テラー効果の話などにつながります。上の部分の理解ができているなら後はきっとわかるでしょう。
銅(II)イオンのd軌道は空ではありませんでしたね。初歩的な勘違いで申し訳ありません。次からはちゃんと調べてから検討するようにします。
概念としては大筋で理解できた(と思っている)ので、もっと詳しく知りたいと思います。
ご回答ありがとうございました。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 水素原子は486nmの光を吸収する。この時水素原子上の電子はどの軌道からどの軌道へ遷移しますか。 ( 2 2022/04/29 12:29
- 物理学 電子軌道のエネルギー準位 スピン相互作用 について 3 2022/06/06 22:50
- その他(応用科学) 遷移元素に関する次の記述のうち正しいものを2つ選べ 1 s軌道が不安定な電子配置 2 s軌道とp軌道 2 2023/07/19 22:04
- 化学 ベンゼン環のCの混成軌道について質問です。 参考書にベンゼン環の一重結合と二重結合について以下の様に 0 2023/03/22 12:25
- 化学 結晶場理論で真空状態から例えば8面体配位でt2gが安定化するのはなぜでしょうか? 1 2023/04/30 19:09
- 物理学 水素類似原子の原子軌道の形状とエネルギーに関する次の記述のうち正しいものを2つ選べ。 1原子軌道の大 1 2023/07/19 21:31
- 化学 3d遷移金属の結晶場分裂幅について 0 2023/04/18 14:19
- 化学 化学 Cl2の分子起動のエネルギー準位を、Cl原子の最外核の原子軌道と関係付けて、結合性軌道と反結合 0 2022/12/31 23:01
- 化学 二酸化硫黄SO2の配位結合について質問です。 参考書ではSO2は、一酸化窒素SOに「対電子のいる3個 1 2023/03/20 16:24
- 化学 実際の分子の形などが説明するのに原子価結合理論が適用されますが、実際の軌道のエネルギー準位は等価? 3 2023/08/10 13:47
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
おすすめ情報
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
n-π遷移が禁制遷移の理由について
-
電子配置について
-
原子軌道の波動関数+-について
-
共役の長大=長波長シフト?
-
結晶場理論で真空状態から例え...
-
化学 銅Cuについて Cuは原子番...
-
結晶場理論で真空状態から例え...
-
sp^2混成軌道の読みを教えて下...
-
Crの軌道について
-
Crの電子配置がなぜ3d軌道...
-
スズが+2価より+4価のほう...
-
パイ共役系の分子軌道法につい...
-
電子はなぜ対になるの?
-
【元素の周期表】なぜランタノ...
-
イオン化エネルギー
-
リンはなぜ5本の共有結合がで...
-
N原子のsp3混成軌道につい...
-
1.3-ブタジエンのπ軌道の分子軌...
-
カイニン酸のRS表示が判別でき...
-
15℃の水素500molを 圧力一定で ...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報