Charge-Transfer-Komplexe
Charge-Transfer-Komplexe
Die Farben vieler chemischer Komplexe
Viele chemische Komplexe sind farbig aufgrund der sogenannten Charge-Transfer-Absorption. Diese Charge-Transfer-Absorption ist die Absorption eines Lichtquants definierter Wellenlänge aus dem elektromagnetischen_Spektrum. Dieser Lichtquant stellt nach der Gleichsetzung der Einsteinformel mit der Planckschen Quantelung der Energie
eine Energieform dar und kann innerhalb oder außerhalb des sichtbaren Bereichs des elektromagnetischen_Spektrums liegen. Diese Energie wird dazu gebraucht, um Elektronen innerhalb der Komplexpartner hin und her zu verschieben.
Nach der Orbital-Theorie befinden sich die unterschiedlichen Orbitale auch in unterschiedlichen Energieniveaus. Um ein Elektron von einem Energieniveau in ein anderes zu heben wird Energie benötigt. Die Charge-Transfer-Komplexe entnehmen den Energiewert aus dem elektromagnetischen Spektrum.
Charge-Transfer-Absorption
Die Energieabsorption aus dem elektromagnetischen_Spektrum bedingt die Farbe des Komplexes. Wenn der Komplex im rot-violetten Bereich des sichtbaren Lichtes absorbiert, so erscheint der Komplex als bläulich-grün. Das menschliche Auge sieht somit die Komplementärfarbe.
Elektronenübergänge
Im Allgemeinen werden drei Elektronenübergänge innerhalb des Komplexes unterschieden.
Übergang Ligand → Metall
Elektronladung (→ engl.: Charge) wird aus einem besetzten Molekülorbital (MO) des Liganden in ein niedrig liegendes, unbesetztes oder teilbesetztes MO des Metallatoms angeregt (→ engl. Transfer). Darunter fallen zum Beispiel die Thiocyanatoeisen(III)-Komplexe: Eisen mit der Oxidationszahl +III und einer Besetzung der d-Orbitale mit fünf Elektronen geht in Eisen mit der Oxidationszahl II und einer Besetzung der d-Orbitale mit sechs Elektronen über. Gleichzeitig wird der Thiocyanatligand zu einem Thiocyanat-Radikal oxidiert.
Übergang Metall → Metall
Tritt ein bei Komplexen, die Metallatome unterschiedlicher Oxidationsstufe haben (e. g. Berliner Blau, Saphir). Diese Charge-Transfer-Komplexe haben meist sehr intensive Farben (im Fall des Berliner Blaus tiefblau).
Übergang Metall → Ligand
Es erfolgt Elektronenanregung aus einem am Metall lokalisierten, besetzten MOs (e. g. besetztes d-Orbital) in ein energetisch höher gelegenes leeres MO mit Ligandencharakter (e. g. in ein -Orbital gleicher Symmetrie).
Siehe auch
Kristallviolett, Tetranitromethan, Azulen, Kaliumpermanganat
Weblinks
http://www.chemie.uni-ulm.de/experiment/edm0012.html
http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/tip/brenzkat.htm
