作业帮Fe(H2O)63+和Mn(H2O)62+颜色的共同特征是颜色非常浅.请解释原因.
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/28 11:20:49
Fe(H2O)63+和Mn(H2O)62+颜色的共同特征是颜色非常浅.请解释原因.
Fe(H2O)63+和Mn(H2O)62+颜色的共同特征是颜色非常浅.请解释原因.
Fe(H2O)63+和Mn(H2O)62+颜色的共同特征是颜色非常浅.请解释原因.
这是光谱选律问题,光谱选律有两条：
1、轨道选律：奇偶轨道间的跃迁允许,否则禁阻.对原子来说,就是角量子数差1的轨道间跃迁允许,否则禁阻.例子更生动,如s-p,p-d,d-f间的跃迁允许,而s-s,p-p,d-d,f-f,s-d,p-f间的跃迁都禁阻.对于分子轨道,如pi成键轨道（中心反对称,同p轨道,即奇轨道）和pi反键（中心对称,同d轨道,即偶轨道）间的跃迁是允许的.
2、自旋选律：跃迁前后自旋方向改变（自旋多重度改变）是禁阻的,否则是允许的.
这样,[Fe(H2O)6](3+)和[Mn(H2O)6](2+)颜色浅的问题可以得到完美解释：
它们都属于d5电子构型,且水是弱配体,即5个d电子不会发生成对,而是自旋平行,所有d轨道上全都各有一个电子.但d轨道在水的配位场作用下,能级会发生分裂,由于是八面体场,因此分成两组,其中dxy,dxz,dyz三个轨道能量相对较低,而另两个轨道d(x^2-y^2),d(z^2)能量相对较高,即可以发生d-d跃迁.
但根据光谱选律第一条,d-d跃迁是禁阻的,本不该有颜色.但按现代量子化学理论,八面体配合物形成时还有轨道混合（即杂化,d(x^2-y^2),d(z^2)两个轨道参与其中）,杂化中夹有部分p轨道成份,正是因为为少量p轨道成份,使原本不生色的d-d跃迁,变成有少量的d-p间跃迁,即部分解禁,而产生颜色.过渡金属配合物之所以产生颜色就是因为这少量的d-p跃迁成份,所以吸收都很弱.
再根据光谱选律第二条,由于5个d轨道上都有电子,当低能量的d轨道上电子跃迁到高能量轨道时电子自旋状态必定改变,因此也是禁阻的!
通过以上分析可知,正是因为双重禁阻,导致两种金属的水合离子颜色极浅.
Fe3+，电子排布，3d5
Mn2+，电子排布，3d5
注意到了吗，都是d5，而且H2O是弱场，所以5个电子分布在5个d轨道上，且自旋相同
当发生跃迁时，会吸收对应的波长的光的能量，跃迁需要的能量高低，就决定了颜色
但是5个电子应为自旋相同，所以吸收能量跃迁时，必须同时发生自旋的变化，即自旋要相反，才能在高轨道上成对，这是自旋禁阻的，于是虽然需要的能量不高，但是能吸...
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Fe3+，电子排布，3d5
Mn2+，电子排布，3d5
注意到了吗，都是d5，而且H2O是弱场，所以5个电子分布在5个d轨道上，且自旋相同
当发生跃迁时，会吸收对应的波长的光的能量，跃迁需要的能量高低，就决定了颜色
但是5个电子应为自旋相同，所以吸收能量跃迁时，必须同时发生自旋的变化，即自旋要相反，才能在高轨道上成对，这是自旋禁阻的，于是虽然需要的能量不高，但是能吸收这个能量的电子少，于是颜色就很浅了。
简单一点
1、跃迁的轨道间的能量差，决定了吸收什么波长的光，就决定了颜色
2、能够跃迁的电子的数目多少，就决定了颜色的深浅
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大多数过渡金属络离子均具有特征性的颜色,这与络离子的组成、几何构型和电子结构紧密相关。当络离子受到一定波长的光线照射时,将发生伴随有振动—转动能级改变的电子能级间的跃迁。过渡金属络离子的可见一紫外光谱通常被指定为宇称禁阻的d—d跃迁和字称允许的荷移跃迁,前者落在可见和近紫外区并呈现弱吸收,后者落在近紫外和紫外区且呈现强吸收。...
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大多数过渡金属络离子均具有特征性的颜色,这与络离子的组成、几何构型和电子结构紧密相关。当络离子受到一定波长的光线照射时,将发生伴随有振动—转动能级改变的电子能级间的跃迁。过渡金属络离子的可见一紫外光谱通常被指定为宇称禁阻的d—d跃迁和字称允许的荷移跃迁,前者落在可见和近紫外区并呈现弱吸收,后者落在近紫外和紫外区且呈现强吸收。
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