El color en los compuestos de metal de transición está relacionado con los grupos químicos unidos al átomo de metal de transición. P.ej. El bromuro de cobre II es de color púrpura muy oscuro a negro, mientras que el cloruro de cobre II es de color amarillo a marrón. Difieren en color a pesar de que el átomo de cobre para ambos está en el mismo estado de oxidación +2, porque el átomo de cloro y el átomo de bromo tienen electronegatividades diferentes, por lo que dividen los orbitales d no degenerados del átomo de cobre en diferentes grados. La brecha de energía d orbital en el cloruro de cobre II corresponde a la longitud de onda de la luz púrpura. La brecha de energía d orbital en el compuesto de cloruro de cobre II corresponde a la longitud de onda de la luz amarilla y roja.
En otras palabras, las variaciones en el color pueden explicarse en términos de The Crystal Field Theory, Ligand Field Theory, The Adjusted Crystal Field Theory, o en términos de Molecular Orbital theory. Se dice que las agrupaciones químicas o ligandos unidos al átomo metálico dividen los cinco orbitales d degenerados en dos conjuntos, que tienen diferentes energías dentro del campo cristalino. Uno de estos conjuntos de orbitales d en el campo de cristal no degenerado está marcado como que tiene simetría T2g y el otro conjunto de orbitales d está etiquetado como que tiene simetría Eg (¡no debe confundirse con la abreviatura, por ejemplo!). d los electrones pueden cambiar la energía del estado de energía más bajo (T2g o Eg) al estado de energía más alto (Eg o T2g). Si la brecha de energía para que ocurra esta transición de electrones corresponde a la longitud de onda de la luz azul, por ejemplo, el compuesto de metal de transición aparecerá de color azul, por ejemplo. CuSO4.5H2O, sulfato de cobre cinco agua. Si la brecha de la banda de energía d corresponde a la longitud de onda de la luz roja, el metal de transición aparecerá de color rojo. Si la brecha de banda de energía no está en el rango visible de luz, el compuesto de metal de transición será incoloro.
En resumen, el color de un compuesto de metal de transición está relacionado con el tamaño del intervalo de banda de energía entre su conjunto de orbitales d no degenerados cuando el átomo de metal está en un campo de cristal, es decir, cuando el metal de transición existe como compuesto.
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Se puede encontrar una introducción completa a la teoría de los compuestos de metales de transición en los libros de texto de la Universidad como “Química inorgánica avanzada” de Cotton y Wilkinson; o en “Química inorgánica” de Huheey. Los estudiantes de química se introducen en el tema como estudiantes de segundo año después de haber sido introducidos en la teoría de grupos y la mecánica cuántica. Es un tema bastante complicado.
Cuando era estudiante universitario, el libro más fácil para mí para abordar este tema fue “Química inorgánica teórica” de Day y Selbin. Pero hace tiempo que se agotó. Publicado en la década de 1970. Pero algunas universidades aún pueden tener una copia. También puedes consultar en Amazon.
