چرا یون های فلزات واسطه در آب رنگی هستند؟

اتم هر فلز، نور را در طول موج خاصی جذب می کند. این کار باعث می شود که الکترون ها به تراز انرژی خاصی جهش کنند. جهش انرژی در این جا با انرژی نوری که از اتم ساطع می شود، متناسب است. در یک اتم فلزی معمولی، جهش های انرژی ممکن برای نور مرئی آن قدر بزرگ هستند که چیزی دیده نمی شود؛ به همین دلیل، محلول بی رنگ به نظر می آید. در ادامه از جم شیمی چرا یون های فلزات واسطه در آب رنگی هستند؟ را به طور کامل مورد بررسی قرار داده ایم.
با این حال، عناصر واسطه متفاوت هستند. وقتی لیگاندهای آماده وجود دارند، تراز 3d به دو تراز انرژی با دو اوربیتال که اندکی بالاتر و پایین تر از این تراز هستند، شکافته می شود. زمانی که الکترونی بین دو تراز با انرژی متناسب با نور مرئی، انتقال پیدا می کند، جهش انرژی اتفاق می افتد. این همان دلیل رنگی دیده شدن یون های فلزات واسطه در آب می باشد.

چرا ترکیبات دارای یک نوع کاتیون واسطه دارای رنگ های مختلف هستند؟

مثلا ترکیبات کروم با اعداد اکسایش مختلف یا اعداد اکسایش یکسان درترکیبات مختلف، رنگ های متفاوت دارند.

1- داشتن اعداد اکسایش مختلف

2- داشتن لیگاندهای مختلف
که وقتی یون های اطراف و عدد کئوردیناسیون متفاوت باشد، بر ترازهای انرژی اثر گذاشته و نوع جذب و نشر متفاوت می شود .

جهش های الکترونی d-d کمپلکس های فلزات واسطه منجر به تنوع رنگ در این کمپلکس ها می شود. این مسئله با توجه به شکافتگی اوربیتال های d و امکان انتقال الکترون بین آن ها قابل توجیه است. اگر شکافتگی اوربیتال های d کم باشد نوارهای جذبی d-d در ناحیه زیر قرمز نزدیک ظاهر می شود. و چنانچه شکافتگی زیاد باشد در ناحیه فرابنفش ظاهر می شوند. اما به طور معمول این نوارها در گستره مرئی رویت می شوند.

به طور کلی انتقالات d به d، انتقال لیگاند به فلز،  انتقال فلز به لیگاند که هر یک از این انتقالات بسته به میزان جذب یا نشر رنگ های متفاوتی می دهند.

در حقیقت در اغلب فلزات واسطه تعداد و آرایش الکترون های موجود در آخرین زیر لایه d آن ها، اغلب به گونه ای است که به دلیل پایین بودن تراز انرژی اربیتال ها ی d و شکافتگی این اربیتال ها، انتقالات الکترونی درناحیه طول موج و انرژی نورمرئی امکان پذیراست، پس برای اغلب این عناصر با این ویژگی، جذب و نشر در ناحیه مرئی وجود دارد پس رنگی هستند .