Wie funktioniert der Farbstoff Berliner Blau ohne delokalisierte Kohlenstoffbindungen?

Strukturformel Berliner Blau - (Schule, Studium, Chemie)

1 Antwort

Farbigkeit von organischen Farbstoffen hat in der Regel etwas mit delokalisierten pi-Elektronen zu tun, da hast du recht.

Hier haben wir jedoch keinen organischen Farbstoff, sondern einen Metallkomplex. Berliner Blau ist tatsächlich eigentlich sogar noch etwas komplizierter aufgebaut (als Feststoff), aber egal. Kaliumpermanganat ist ja auch sehr farbig und das hat ja auch nichts mit pi-Elektronen zu tun.

Die Farbigkeit von Metallkomplexen kann 2 Gründe haben:

1.) Elektronenübergänge zwischen Unterniveaus der d-Schale, die durch Liganden aufgespalten wird. Das ist nicht so ganz einfach. Aber das hat mit dieser Ligandenfeldtheorie zutun, die du ansprichst. Die Farbigkeit, die von diesen d-d-Übergängen kommt ist jedoch meist nicht so intensiv, das hat etwas damit zu tun, dass solche Übergänge quantenmechanisch verboten sind und dies je nach Komplex nur leicht aufgeweicht wird. Das ist aber ein großes eigenes Thema für sich und lässt sich nicht in eine paar Sätzen beantworten.

2.) Charge-Transfer-Übergänge. Ein Elektron wird bei der Anregung räumlich übertragen. Es gibt z.B. einen sogenannten Ligand-Metall-Charge-Transfer, bei dem bei Lichtabsorption ein Elektron vom Liganden auf das Metall übertragen wird (Beispiele sind das Permanganat oder Chromat). Es gibt auch Metall-Ligand-Charge-Transfer und ganz wichtig: Metall-Metall-Charge-Transfer. Es wird ein Elektron von einem Metall zum anderen übertragen. Das ist im Berliner Blau der Fall. Im Berliner Blau hast du sowohl Fe(III) als auch Fe(II) Ionen. Ein Elektron wird nun vom Fe(II) auf das Fe(III) übertragen, wenn ein Photon absorbiert wird. Diese Übergänge sorgen für sehr intensive Farbigkeit.

Zunächst einmal vielen Dank für die große Hilfe. Allerdings frage ich mich nun, ob es reicht mit dem Charge Transfer Übergang zu argumentieren, dass das Berliner Blau Pigment farbig erscheint. Anders gefragt: Spielt die Aufteilung der d- Orbitale in diesem Fall keine Rolle für die Farbigkeit des Berliner Blaus und ist somit nur das Prinzip des Charge Transfer Übergangs erheblich für die Argumentation der Farbigkeit des Pigments.

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@mustafa2736

Es gibt auch d-d-Übergänge im Berliner Blau. Die sind aber sooo viel schwächer als die Charge-Transfer-Übergänge. Ob das überhaupt die gleiche Farbe ist weiß ich nicht (vermutlich nicht).

Daher ist es völlig in Ordnung die Farbigkeit nur auf die Charge-Transfer-Übergänge zurückzuführen.

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