Die Farben von Aqua-Komplexen

Aquakomplexe

Die Farben von Aquakomplexen Carolina Spies

[Ti(H2O)6]3+ [Cu(H2O)6]2+

[Co(H2O)6]2+

[Ni(H2O)6]2+

Wie kommt Farbe zustande?Absorption

Elektronenanregung und Relaxation

Komplementärfarbe sichtbar

hν hν

E

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Beispiele für UV-Vis-Spektren[Fe(H2O)6]3+ [Co(H2O)6]2+ [Ni(H2O)6]2+

Farbe farblos rot grün

UV-Vis-Maximum

300 nm (UV) 508 nm (grün) 390 nm (UV) und 650/715 nm (rot)

UV-Vis-Spektrum

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250 450 650 850 1050-0.5

0.5

1.5

2.5

Wellenlänge / nm

Abso

rpti

on

300 500 700 900 1100-0.2

0

0.2

0.4

Wellenlänge / nm

Abso

rpti

on

300 500 700 900 1100-0.2

0

0.2

0.4

Wellenlänge / nm

Abso

rpti

on

d-d-ÜbergängeAufspaltung High Spin / Low Spin

d-d-Übergänge

d9

[Cu(H2O)6]2

+Die Farben von Aquakomplexen Carolina Spies

Spektroskopische AuswahlregelnLaporte-Verbot

Zentrosymmetrie?Parität?

Spin-Verbot

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Charge-Transfer-ÜbergängeLaporte- und Spin-erlaubt

Übertragung von Elektronen zwischen:Metall und Ligandzwischen Metallionen

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d-d-Übergang vs. Charge-Transfer

d-d-Übergang Charge-Transfer-Übergang

Schwache Intensität (log ε = 0 - 3) 1

Starke Intensität (log ε = 3 - 5) 1

Langwelliger Bereich ( = 10.000 – 40.000 cm-1) 1

Kurzwelliger Bereich ( ≥ 30.000 cm-1) 1

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1 A. F. Hollemann, E. Wieberg, N. Wieberg: Lehrbuch der anorganischen Chemie, Walter de Gruyter & Co, Berlin 2007, 102

~ ~

Schwingung hebt die Entartung auf

Stabilisierung durch Verzerrung

Jahn-Teller-Verzerrung

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dx2

-y2

dz2

dxy

dxz, dyz

Gestreckter Oktaeder

Jahn-Teller-Verzerrung

Schulter im UV-Vis-Spektrum

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dx2

-y2 dx

2-y

2

dxydxy

dz2 dz

2

dxz, dyz

dxz, dyz

UV-Vis-Spektrum von [Cu(H2O)6]2+

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UV-Vis-Spektrum von [Cu(H2O)6]2+

350 450 550 650 750 850 950 1050

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

Wellenlänge / nm

Ab

so

rpti

on

UV-Vis-Spektrum von [Ti(H2O)6]3+

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UV-Vis-Spektrum von [Ti(H2O)6]3+

P. Klüfers: Vorlesungsskript Koordinationschemie, München 2012

UV-Vis-Spektrum von [Ni(H2O)6]2+

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UV-Vis-Spektrum von [Ni(H2O)6]2+

300 400 500 600 700 800 900 1000 1100

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Wellenlänge / nm

Ab

so

rpti

on

[Ni(H2O)6]2+

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dz2 dx

2-y

2

dxy

dxz dyz

dxz dyz

dxz dyz

dxy

dxy

dx2

-y2

dx2

-y2

dz2

dz2

E

AnwendungenGeheimtinte

[Co(H2O)6]Cl2 6 H2O + CoCl2

Exsikkatoren CoCl2 in Blaugel

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blassrosa blau

MRTMagnet-Resonanz-TomographieMRT = 1H-NMR von Protonen in

Körperwasser und GewebeKontrastmittel zur Abgrenzung von

Gewebearten

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A. Grohmann: Wasser: Chemie, Mikrobiologie und nachhaltige Nutzung, Berlin/New York 2011

[Gd(DTPA)(H2O)]

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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