Lad overføringskomplekser
Charge-transfer complex (forkortet CT-komplekser ) er elektron-donor-akseptorkomplekser , dannet ved absorpsjon av lys for å endre seg i en ladningsseparert tilstand. CT-komplekset går deretter tilbake til sin grunnleggende tilstand gjennom strålende og ikke-strålende overganger. Ladeoverføringskomplekser kan være rent organiske komplekser eller overgangsmetallkomplekser. Ofte har de en intens farge.
I vitenskapelige publikasjoner sidestilles også CT-komplekser med elektrondonor-akseptorkomplekser. Strengt tatt er definisjonen av ladningsoverføringskomplekser smalere; elektrondonakseptorkompleks betraktes som et generisk begrep.
Lad overføringsoverganger
Metallkomplekser
CT-komplekser er ofte komplekser med et metallisk senter. Avhengig av mellom hvilke deler og i hvilken retning den delvise ladningsoverføringen finner sted, kan forskjellige overganger skilles ut.
Overgang fra ligand til metall
Med disse forbindelsene og kompleksene er det mulig at et elektron av anionet eller liganden overføres til metallatomet. Hvis orbitalene vurderes, finner overgangen sted mellom p-orbitalene i liganden og d- eller s-orbitalene i metallet. Denne overgangen finnes hovedsakelig i forbindelser med høyt ladede kationer . Typiske eksempler er permanganat- og kromationene , der et elektron fra oksygenet overføres til mangan- eller kromatatomet . Et annet eksempel er tiocyanatkomplekser av treverdig jern, der et elektron overføres fra tiocyanation til jern (III) ion.
Overgang fra metall til ligand
Overgangen fra metall til ligand er det motsatte av overgangen fra ligand til metall, nå er metallet giveren og liganden akseptoren. Overgangen skjer nå fra okkuperte d-orbitaler av metallet til tomme π * orbitaler (antibonding π-orbitaler) i liganden. Egnede ligander er for eksempel karbonmonoksid , pyridin eller pyrazol . I bipyridinkomplekser av toverdig jern overføres et elektron fra et okkupert d-nivå av jern (II) -ionen til den lavtliggende ubebodde π * orbitalen til en bipyridinligand.
Overgang metall til metall
En ladningsoverføringsovergang fra ett metall til det andre er mulig i forbindelser der et metall er tilstede i en forbindelse i forskjellige oksidasjonstilstander. Et typisk eksempel er preussisk blått , der elektroner kan skiftes mellom toverdige og treverdige jernioner .
Overgang fra ligand til ligand
Elektronoverføringer mellom forskjellige ligander kan forekomme her, men disse forekommer sjeldnere enn i de tidligere beskrevne ladningsoverføringsovergangene.
Løsemiddelkomplekser
Hvis halogener klor , brom , jod eller noen organiske forbindelser er oppløst i egnede løsningsmidler , ofte benzen , halogenerte hydrokarboner eller pyridin , vises karakteristiske farger. Disse er forårsaket av ustabile Lewis-syre - basis komplekser hvor elektroner overføres fra oppløsningsmiddelet til de oppløste molekyler. Siden forskjellige løsemidler kan binde seg i forskjellige grader, produserer forskjellige løsemidler også forskjellige farger. Dette fenomenet er også kjent som solvatochromia .
fargerikhet
I likhet med dd-overgangene er overføringsladningsovergangene vanligvis i det synlige eller nær ultrafiolette spektrale området . Dette betyr at mange ladeoverføringskomplekser er farget. Øyet ser den komplementære fargen på det absorberte lyset. Kaliumpermanganat, som absorberes ved rundt 560 nm (grønt spektralområde), virker karakteristisk lilla.
I motsetning til andre overganger er overføringen av ladningsoverføring kvantemekanisk tillatt. Derfor er et høyt absorpsjonsnivå og dermed intense farger mulig.
Hvis ladningsoverføringskomplekser er oppløst i forskjellige løsningsmidler, oppstår fargeskift ( solvatokromisme ). Ulike interaksjoner spiller en rolle her, f.eks. B. dipol-dipol-krefter , en rolle mellom løsningsmiddelmolekylene og det oppløste komplekset, som forårsaker en forskyvning av absorpsjonens maksimale lys til lengre eller kortere bølgelengder.
innvirkning
Fargen på mange pigmenter er basert på overføringer av ladning. Viktige eksempler er kadmiumsulfid (gul), kanel (rød), blykromat (gul) eller jernoksidpigmenter .
litteratur
- AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebok for uorganisk kjemi . 102. utgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 165-166.
- James E. Huheey, Ellen A. Keiter, Richard L. Keiter: Inorganic Chemistry , 3. utgave, de Gruyter, Berlin 2003, s. 531-534, ISBN 3-11-017903-2 .
- Stefan Kubik: Lad overføringskomplekser . I: Römpp Chemie-Lexikon , Thieme Verlag, fra november 2005.
- W. Kaim , S. Ernst, S. Kohlmann: Fargede komplekser: ladningsoverføringsfenomenet i: Chemistry in our time 21 (1987) s 50-58; doi : 10.1002 / ciuz.19870210204 .
Individuelle bevis
- ↑ Hesse: spektroskopiske metoder i organisk kjemi , s.29.
- ↑ Jerry mars: Advanced Organic Chemistry. Wiley Interscience, New York 1997, ISBN 3-528-06657-1 , s. 115 ( begrenset forhåndsvisning i Google- boksøk ).
weblenker
- Ulm University, Månedens eksperiment: Quinhydrone ( Memento fra 16. april 2008 i Internet Archive )
- Prof. Blumes tips fra måneden: eksperimenter med katekol