Металлокомплексы некоторых переходных металлов проявляют цвет из-за электронных переходов между различными энергетическими уровнями в d-orbitalях. Основной механизм, ответственный за окраску, связан с тем, как лиганды взаимодействуют с металлами, создавая поле, которое приводит к расщеплению уровней d-электронов.

Расщепление d-уровней: В поле лиганда d-орбитали, которые изначально имеют одинаковую энергию, расщепляются на две группы с разными энергетическими уровнями — T2g и Eg $дляоктаэдрическихкомплексов,например$. Это расщепление возникает из-за неподвижности электронов и взаимодействия с электрическим полем, созданным ligands.

Электронные переходы: Цвет проявляется, когда электроны d-орбиталей переходят с одного уровня на другой в ответ на поглощение света. Например, при переходе электрона из уровня T2g на уровень Eg поглощается определенная длина волны. Часто именно это поглощение определяет цвет раствора или кристаллической формы металлокомплекса.

Цвет и длина волны: Цвет, который мы наблюдаем, являетсяComplementary color к длине волны, которая была поглощена. Например, если комплекс поглощает свет в синей области спектра, он будет выглядеть желтым.

Факторы, влияющие на окраску: Различные факторы могут влиять на величину расщепления d-уровней, включая:

Природу и заряд лиганда.Геометрию комплекса $октаэдрическая,тетраэдрическаяит.д.$.Электронную конфигурацию самого переходного металла.

В результате, комплексы некоторых переходных металлов являются окрашенными, в то время как другие — бесцветными, в зависимости от наличия или отсутствия d-электронов, их расположения и возможных переходов, а также силы поля, создаваемого лиганда. Комплексы, у которых d-уровни полностью заполнены $например,d10$, не проявляют цвета, поскольку у них не существует доступных переходов.