Warum ist [Fe(H2O)6]3+ farblos und [Fe(H2O)3(SCN)3] tiefrot?

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1 Warum ist [Fe(H2O)6]3+ farblos und [Fe(H2O)3(SCN)3] tiefrot?
AC V Hauptseminar Katja Dankhoff

2 Farbigkeit Elektronenanregung durch Licht einer bestimmten Wellenlänge
Auswahlregeln Spinverbot Laporte- Verbot

3 d- d- Übergänge Elektronenkonfiguration Fe3+: [Ar] 3d5 high spin
 Elektronenübergang spinverboten

4 d- d- Übergänge [Fe(H2O)6]3+ farblos

5 Charge- Transfer- Übergänge
Elektronentransfer innerhalb der Komplexverbindung Möglich von Ligand zu Metall, Metall zu Ligand, Metall zu Metall und Ligand zu Ligand

6 CT von Ligand zu Metall Elektronenanregung von einem p- Orbital des Liganden in ein d- Orbital des Metallzentrums Elektronenaffinität des Metallzentrums Ionisierungsenergie des Liganden Beispiel: [Fe(H2O)3(SCN)3], MnO4-

7 CT von Ligand zu Metall [Fe(H2O)3(SCN)3] tiefrot
FeIII zu FeII reduziert SCN- zu SCN- Radikal oxidiert

8 CT von Ligand zu Metall Elektronenaffinität der Metallzentren
Anregungsenergie sinkt mit steigender Elektronenaffinität Beispiel: MnO4-, CrO42-, VO43-

9 CT von Ligand zu Metall MnO4- Oxidationsstufe: +7
Stabilste Oxidationsstufe: +2

10 CT von Ligand zu Metall CrO42- Oxidationsstufe: +6
Stabilste Oxidationsstufe: +3

11 CT von Ligand zu Metall VO43- Oxidationsstufe: +5
Stabilste Oxidationsstufe: +5

12 CT von Ligand zu Metall Verschiebung der Maxima zu höheren Energien

13 CT von Ligand zu Metall „Farbabnahme“ bei Komplexen mit höheren Homologen der späteren Übergangsmetalle Beispiel: MnO4- violett TcO4- blassgelb ReO4- farblos A. F. Holleman, E. und N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, Berlin, 2007, 1374

14 CT von Ligand zu Metall Ionisierungsenergie des Liganden
Beispiel: Halogenid Liganden F- > Cl- > Br- > I-

15 CT von Ligand zu Metall CuF2 blau, nur Kristallfeldübergang
CuCl2 grün, Kristallfeldübergang + CT CuBr2 dunkelrotbraun, CT überdeckt Kristallfeldübergang CuI2 unbekannt  CuI + I2  angeregte Zustand ist Grundzustand

16 CT von Metall zu Ligand Elektronenanregung aus einem d- Orbital des Metallzentrums in ein leeres π*- Orbital des Liganden Beispiel: FeII Komplexe mit Pyridin oder Bipyridin

17 CT von Metall zu Metall Metallzentren mit unterschiedlichen Oxidationsstufen Beispiel: Fe4[Fe(CN)6]3 („Berliner Blau“), Saphir

18 CT von Ligand zu Ligand gemischt koordinierte Komplexe
Ligand 1: Elektronenakzeptor Ligand 2: Elektronendonator π- π*- Übergänge

19 Lösungsmittelkomplexe
Beispiel: I2 Braune Lösung in ROH Violette Lösung in CS2, CHCl3 Rote Lösung in Aromaten A. F. Holleman, E. und N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, Berlin, 2007, 165

20 Intermolekularer CT- Übergang
M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie, 8. Auflage, Stuttgart, 2012, 30

21 Anwendungen Farbpigmente (Wandfarben, Druckerpatronen, Tinte)
Analytik – Nachweise CT- Chromatographie

22 Quellenverzeichnis A. F. Holleman, E. und N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Auflage, Berlin, 2007, 165, 166, 176, 1369, 1374 E. Riedel, Moderne Anorganische Chemie, 3. Auflage, Berlin, 2007, 426 Der%20Charge%20Transfer%20Effekt.htm ge_00045transfer_00045komplex.glos.html