metallkomplexfärger

Metallkomplexfärger bezeichnet die sichtbaren Farben, die charakteristische Metallkomplexe durch elektronische Übergänge in ihren d-Orbitalen oder durch Ladungstransfer zwischen Metallzentrum und Liganden zeigen. Die Absorption von Licht im sichtbaren Spektrum führt dazu, dass das verbleibende Licht als Farbe wahrgenommen wird.

Die primären Ursachen sind d-d-Übergänge in hochkoordinierten Übergangsmetallen, die durch die Ligandenfeldaufspaltung Δo bestimmt werden. Zusätzlich können Ligand-Ladungstransfer-Übergänge auftreten, bei denen Elektronen zwischen Ligand und Metall verschoben werden. Die beobachtete Farbe entspricht der Komplementärfarbe der absorbierten Wellenlängen.

Farbton und Intensität hängen von mehreren Faktoren ab: der Koordinationsebene (oktaedral, tetraedral, square planar), der Oxidationsstufe des Metalls, der Art der Liganden und deren Feldstärke (Spectrochemical Series). Stärkere Feldliganden erhöhen Δ, wodurch absorbierte Wellenlängen in Richtung kürzerer Wellenlängen verschoben werden und sich die sichtbare Farbe ändert. Die Ergebnisse werden oft durch Ligand-Feld-Theorie oder Tanabe-Sugano-Diagramme beschrieben.

Typische Beispiele: Kupfer(II)-Aqua-Komplexe erscheinen blau, Eisen(III)-Komplexe zeigen gelb-braune Töne, Kobalt(II)-Komplexe können rosa bis blaugrün sein. Permanganat-Ionen liefern violette Töne, während andere Mn-/Fe-/Co-Komplexe je nach Liganden verschiedenfarbig auftreten.

Metallkomplexfärger finden breite Anwendung in Pigmenten und Farbstoffen, in der Sensorik, Analytik und Katalyse. Historisch trugen Arbeiten zur koordinativen Chemie wesentlich zum Verständnis farbiger Metallverbindungen bei.