Cu2＋、Ｎi２＋、Co2＋など錯体が有色のものが

Cu2＋、Ｎi２＋、Co2＋など錯体が有色のものが多いのに対し、AL3＋、Mg2＋、Zn2＋、Cu＋の多くの錯体が白色(無色)である理由を教えてください 逆に遷移金属錯体が有色であるものが多い理由を教えてください
逆に遷移金属錯体が有色であるものが多い理由も教えてください＞＜

No.1 回答者： cyba 回答日時： 2011/05/05 16:13

簡単に言うと、ｄ軌道に空きがあるかどうかの違いで色がついて見えます。

丁度、Ｃｕ＋とＣｕ２＋が出てますからこれがわかりやすいでしょうか。
Ｃｕ＋：[Ar]3d10　　　ｄ軌道に空きがない
Ｃｕ２＋：[Ar]3d9　　ｄ軌道が１つ空いている

ｄ軌道には、ｄ（ｘｙ）、ｄ（ｙｚ）、ｄ（ｚｘ）とｄ（ｚ＾２）、ｄ（ｘ＾２－ｙ＾２）の５つの軌道があります。配位子が無い状態ではどれも等価（区別が付かない）です。この時は無色となります。

配位子が金属イオンに配位すると、ｄ（ｘｙ）、ｄ（ｙｚ）、ｄ（ｚｘ）の３つの軌道とｄ（ｚ＾２）、ｄ（ｘ＾２－ｙ＾２）の２つの軌道の２つのグループに分裂します。このときｄ（ｘｙ）、ｄ（ｙｚ）、ｄ（ｚｘ）軌道よりもｄ（ｚ＾２）、ｄ（ｘ＾２－ｙ＾２）軌道のエネルギー準位が高くなります。なんでこっち側が高くなるのかは、配位子とｄ軌道の静電反発がどっちが大きいかが原因ですが、これは錯体化学の本などで視覚的に見て貰った方が理解しやすいと思います。文字で書くなら、ｄ（ｘｙ）、ｄ（ｙｚ）、ｄ（ｚｘ）の３つの軌道は配位子とぶつかり合わない方向だけど、ｄ（ｚ＾２）、ｄ（ｘ＾２－ｙ＾２）の２つの軌道は配位子と重なる方向なので、電子同士が反発すると言うわけです。

Ｃｕ２＋の場合、
ｄ（ｘｙ）、ｄ（ｙｚ）、ｄ（ｚｘ）に６つの電子（エネルギー準位が低い）
ｄ（ｚ＾２）、ｄ（ｘ＾２－ｙ＾２）に３つの電子（エネルギー準位が高い）
が入ることになります。ここに光を当てると
ｄ（ｘｙ）、ｄ（ｙｚ）、ｄ（ｚｘ）に５つの電子
ｄ（ｚ＾２）、ｄ（ｘ＾２－ｙ＾２）に４つの電子
と電子が１つエネルギー準位の高い軌道に飛び上がります（飛び上がったら熱を放出して元に戻ります）。
このエネルギーが可視光領域の波長の場合、人の目には色が付いていると見えるのです。
あまり強い配位子が配位すると、この２つのエネルギー差が大きくなって可視光では飛び上がれなくなります（紫外線領域を吸収するようになる）。こうなると無色に見えます。

Ｃｕ＋では飛び上がろうとしても空きがないのでできない訳です。
Ａｌ３＋、Ｍｇ２＋にはｄ軌道に電子がありませんし、Ｚｎ２＋はｄ軌道が10個です。

遷移金属錯体が有色であるものが多い理由は上記のような光による電子の遷移があるためです。

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2011/05/06 20:04

すべての元素には色--特定の波長の光の吸収/放出があるので---があります。

電子が軌道間を遷移するときのエネルギーギャップが、たまたま可視光線の範囲内である場合に人は色として感じます。
　遷移元素はd軌道が埋まっていないため、そのエネルギーギャップが可視光線にあるものが多いということです。