配合物的電子光譜與磁性

金屬到配體電荷轉移(metal-to-ligand charge transfer)

/ MLCT /

現在把電荷轉移反過來跑。這一次不是光把電子從配體拉到金屬上,而是把電子從金屬向外推到配體上。這次向外的跳躍就是金屬到配體電荷轉移,簡稱 MLCT。在那一瞬間,金屬被部分氧化、配體被部分還原,而這次跳躍的能量表現為一條濃烈的吸收譜帶——它是許多用於太陽能電池和發光器件的鮮豔配合物顏色的來源。

電子起始於一個充滿的金屬 d 軌道,落到配體上一個空的軌道裡——具體說是某個能接受電子的配體的空的 pi 反鍵軌道(pi-星軌道),比如一氧化碳、氰化物,或像 2,2'-聯吡啶這樣的芳香含氮配體。當金屬處於低氧化態、富電子(容易被氧化),而配體是帶低位空軌道、能接住電子的良好 pi 受體時,MLCT 最易發生。金屬推得越好、配體拉得越好,譜帶能量越低、越往可見區移動。

MLCT 是一整類功能配合物背後的主力。三(聯吡啶)合釕(II) 那深橙的顏色——許多染料敏化太陽能電池和光催化劑的光活性核心——就是一條 MLCT 譜帶:光把釕的一個 d 電子提升到聯吡啶配體上,造出一個電荷分離的激發態,隨後便能去做有用的化學。和所有電荷轉移譜帶一樣,MLCT 是完全允許的,因而濃烈。誠實的微妙之處:分辨 MLCT 與 LMCT 不能只看顏色——你要從氧化態(低利於 MLCT,高利於 LMCT)和配體性質(pi 受體利於 MLCT,易被氧化的給體利於 LMCT)來推斷。

[Ru(bpy)3]2+(三聯吡啶合釕(II))呈橙色,原因是一條 MLCT 譜帶:光把釕的一個 d 電子提升到聯吡啶配體一個空的 pi-星軌道裡。由此產生的長壽命電荷分離激發態,正是這個配合物成為著名光敏劑的原因。

[Ru(bpy)3]2+:一個金屬 d 電子被提升到聯吡啶上——一條 MLCT 譜帶。

MLCT 與 LMCT 都可能落在可見區、都給出濃烈顏色;不要憑色調猜方向。要從金屬的氧化態和配體的性質(pi 受體還是易被氧化的給體)來判讀。

又稱
MLCTM-to-L charge transfer金属向配体电荷转移金屬向配體電荷轉移