配合物的電子光譜與磁性
互補色(complementary color)
如果你盯著一塊鮮紅的色塊看一陣,再去看一面白牆,會看到一團淡淡的綠色殘像。紅與綠就是互補色:色輪上正相對的兩端,從白光裡拿走其中一個,剩下的就是另一個。在有色配合物的化學裡,這個日常概念成了儀器所測與眼睛所見之間至關重要的橋樑。
白光是所有可見波長的混合。當一個配合物吸收了某一段波長——比如在一次 d-d 躍遷中抽走了 500 奈米附近的綠光——存活下來、抵達你眼睛的光就是白光減去綠光,眼睛把它讀作互補色,即紫紅色。所以規律很簡單:你觀察到的顏色是被吸收顏色的互補色。吸收橙光的配合物看上去是藍色;吸收紫光的看上去是黃綠色;把整段可見光都吸掉的呈黑色,一點都不吸的則呈白色或無色。一個粗略的色輪把它們配對:紅配綠、橙配藍、黃配紫。
這就是為什麼可見吸收光譜與觀察到的顏色是同一事實的兩種視角,也是為什麼化學家會從顏色反推電子結構。看到綠色溶液,你便懷疑它吸收在紅區,而這(對過渡金屬來說)大致告訴你 delta-o 落在哪裡。誠實的提醒:真實配合物常常不止吸收一段,所感知的顏色是一切存活下來的光混合後的剩餘——所以單一互補色規律是可靠的第一向導,而非精確定律,吸收光譜永遠是更值得信賴的記錄。
[Cu(H2O)6]2+ 在 800 奈米附近的橙紅區吸收;橙紅的互補色是藍色,這就是為什麼銅(II) 溶液呈淡藍色。加入氨後吸收移向更短波長,藍色加深為濃郁的寶藍色。
銅(II) 吸收橙紅光,所以我們看到它的互補色:藍色。
亮度與色調是兩個問題:互補規律告訴你看到的是哪種色調,而它有多鮮豔取決於譜帶吸收有多強——而 Laporte 禁阻的 d-d 譜帶很微弱,無論色調如何都只能呈淡色。
又稱
另見