語彙
| English | 意味 |
|---|---|
| degenerate/dɪˈdʒenəreɪt/ | 縮退 |
| octahedral/ˌɒktəˈhiːdrəl/ | 八面体型 |
| tetrahedral/ˌtetrəˈhiːdrəl/ | 四面体型 |
| complementary colour/ˌkɒmplɪˈmentəri ˈkʌlə/ | 補色 |
| spectrochemical series/ˌspektrəʊˈkemɪkl ˈsɪəriːz/ | 分光化学系列 |
色の起源
- 遊離イオンでは、5つのd軌道は縮重している（同じエネルギー）。
- リガンドによってこれらは2つのセットに分裂する。
- このギャップ全体を吸収することで、我々が見る色が生じる。
探索
錯体の色の経路
d軌道の分裂から観察される色までの光吸収を追跡する。
実践
遊離の遷移金属イオンにおいて、5つのd軌道は:
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リガンドが接近して2組に分裂するまで縮重している。
実践
遷移金属錯体が有色なのは、d電子が______スペクトルの一部を吸収するため。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
補色が透過される。
d軌道の分裂
- リガンドはd軌道を分裂させ、エネルギーギャップ $\Delta E$ で分離させる：
- 八面体：下位3つ＋上位2つ。
- 四面体：下位2つ＋上位3つ。
実践
八面体型錯体では、d軌道は以下のように分裂する:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
八面体型: 下位3つ＋上位2つ；四面体型はその逆（下位2つ＋上位3つ）。
実践
各色理論の概念に対応づける。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
各項目は用語を正しい意味と結びつける。
我々が見る色
- 錯体は、周波数が $\Delta E$ に一致する光を吸収し、電子をより高いd軌道へ励起する。
- 我々は、吸収された光の補色を見る。
- （d⁰またはd¹⁰イオン、例えばZn²⁺には遷移の余地がないため、無色である。）
実践
錯体が見える色は:
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錯体はエネルギーΔEの光を吸収し、私たちは吸収されたものの補色を見る。
実践
リガンド置換で色が変わるのは、異なるリガンドが:
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異なるリガンドはd軌道の分裂サイズ（ΔE）を変化させ、異なる色が見える。
色が変わる要因
- $\Delta E$ を変化させれば色も変わる。$\Delta E$ を変化させる要素は3つある：
- リガンド（分光化学系列：CN⁻ > NH₃ > H₂O > Cl⁻）；
- 金属の酸化数（高い電荷 → 大きな$\Delta E$）；
- 配位数／幾何形状（八面体対四面体）。
Example
淡い青色の [Cu(H₂O)]²⁺ にアンモニアを添加 → 深い青色の [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺。
H₂Oから stronger-field のNH₃への置き換えにより$\Delta E$ が広がり、異なる波長の光が吸収されるため、溶液の色が視覚的に変化する。
理解できましたか
Key idea
- 遊離イオンの5つのd軌道は縮重しており、リガンドによってギャップ $\Delta E$ で分裂する。
- 八面体＝下位3＋上位2；四面体＝下位2＋上位3。
- 錯体は $\Delta E$ に相当する光を吸収し、我々は補色を見る。
- $\Delta E$（および色）はリガンド、酸化数、幾何形状に応じて変化する。