A cor característica observada para cada composto devido a um íon metálico é causada principalmente por uma divisão d-orbital e transições eletrônicas . Vamos quebrar as evidências:

1. Divisão D-Orbital:

* metais de transição: Os metais de transição preenchem parcialmente os orbitais D. Esses orbitais D são degenerados (têm o mesmo nível de energia) em um átomo isolado.
* Campo do ligante: Quando um íon metal de transição é cercado por ligantes (íons ou moléculas que se ligam ao metal), o campo elétrico dos ligantes causa uma divisão desses orbitais D degenerados em diferentes níveis de energia. A magnitude dessa divisão depende da natureza dos ligantes e do íon metálico.

2. Transições eletrônicas:

* Absorção da luz: Quando um composto absorve a luz, um elétron em um orbital D de menor energia pode ser excitado com um orbital D de energia mais alta. A diferença de energia entre esses orbitais corresponde a um comprimento de onda específico da luz.
* Percepção de cor: A cor que percebemos é a cor complementar da luz absorvida. Por exemplo, se um composto absorve a luz azul, vemos sua cor complementar, laranja.

Evidência:

* Estudos espectroscópicos: A espectroscopia UV-Vis confirma a absorção de comprimentos de onda específicos da luz por compostos de metais de transição, apoiando diretamente a teoria da divisão do orbital D.
* Mudança de cor com ligantes: Alterar os ligantes ao redor de um íon metálico geralmente leva a uma mudança de cor, devido à divisão alterada do orbital D e a diferentes comprimentos de onda de luz absorvidos. É por isso que diferentes complexos de coordenação do mesmo metal podem ter cores distintas.
* variação de cor dentro de uma série de metal: Os metais de transição na mesma série (por exemplo, cromo, manganês, ferro) geralmente mostram uma tendência de cor, refletindo mudanças no número de elétrons D e os consequentes padrões de divisão do orbital D.

Exemplos:

* íons de cobre (ii): Tipicamente azul ou verde, devido a transições D-D no complexo de íons Cu (II).
* íons cobalto (ii): Pode ser rosa, vermelho ou azul, dependendo dos ligantes, atribuído novamente às transições D-D.
* íons de níquel (ii): Muitas vezes, verde, mas pode ser outras cores, dependendo dos ligantes, novamente devido a transições D-D.

Resumo:

A cor característica de um composto contendo um íon metálico de transição é resultado da divisão de nível de energia exclusiva dos orbitais D causados ​​pelos ligantes e pelas transições eletrônicas subsequentes que ocorrem quando a luz é absorvida. Esse fenômeno é suportado por estudos espectroscópicos e as alterações de cor observadas com base em ligantes e variação de íons metálicos.