Kolorowy układ okresowy... - blok d

Czasem mówi się o jakieś brudnej rzece, że można tam spotkać całą tablice Mendelejewa. W rzeczywistości cały układ okresowy nie byłby potrzebny - wszak nie wszystkie pierwiastki mają możliwość tworzenia barwnych związków, które mogłyby zmienić kolor wody. Dlaczego?

Do zrozumienia tego tematu potrzebna jest podstawowa wiedza o mechanice kwantowej. 

Ze względu na podpowłokę na jakiej znajdują się elektrony walencyjne, układ okresowy dzielimy na 4 bloki energetyczne:

chemiatolubie

Barwne są jedynie związki bloku d (ale nie wszystkie!), a ich barwa zmienia się w zależności od stopnia utlenienia. 

Barwne roztwory związków pierwiastków bloku d.
Od lewej: Co(NO₃)₂(czerwony); K₂Cr₂O₇ (pomarańczowy); K₂CrO₄ (żółty);
 NiCl₂ (turkusowy); CuSO₄(niebieski); KMnO₄ (fioletowy).

Jest ona związana z absorpcją (pochłanianiem) światła przez elektrony znajdujące się na częściowo zapełnionej podpowłoce d. Absorpcja światła widzialnego dostarcza elektronom kantów o energii odpowiadającej przejściom w obrębie tej samej podpowłoki d. Są to niewielkie wartości energii i właśnie światło widzialne o stosunkowo dużej długości fali spełnia ten warunek. Energia wzbudzenia pierwiastków bloków s i p jest znacznie wyższa, elektron bowiem musi być przeniesiony do innej powłoki. Wartość energii odpowiada w tym przypadku obszarowi nadfioletu i dla oka związek jest bezbarwny.
Przy całkowicie zapełnionej podpowłoce d lub braku na niej elektronów, związki tych pierwiastków są bezbarwne (nie ma wolnych miejsc/elektronów, więc nie następują przejścia elektronów, które pobierałyby kwanty energii).

zapełnianie podpowłoki d

Na barwę ma również wpływ hydratacja, ale o tym opowiem w następnym wpisie 😊