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Anorganische Chemie Anorganik ist mehr als nur Salze; hier gibt es Antworten auf Fragen rund um die "unbelebte Chemie" der Elemente und ihrer Verbindungen.

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Alt 09.08.2011, 18:46   #1   Druckbare Version zeigen
Pookie weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
Farbigkeit von Cobalt(II)-chlorid

Hallo,

bei einer Aufgabe soll erklärt werden warum cobalt(II)-chlorid (Co(H2O)6)2+ rosa ist, bei behandeln mit salzsäure aber blau wird -> (Co(Cl)4)2- ?

Es hat ja an sich mit der Ligandenfeldtheorie zu tun. Des eine wird wohl low-spin, des andere high-spin sein. Aber welches macht was?!

Und woher weiß ich wie das Co in den jeweiligen Komplexen geladen ist?!



Ich hoff mir kann jemand helfen! Danke!
Pookie ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.08.2011, 19:15   #2   Druckbare Version zeigen
CarBen Männlich
Mitglied
Beiträge: 113
Re: Farbigkeit von Cobalt(II)-chlorid

Co liegt beides mal als Co(II) vor. Die Frage ist nicht ganz leicht zu beantworten. Ich versuch es mal einfach zu Erklären und lass genauere gruppentheoretische/theoretische Betrachtungen weg:
Im Hexaquakomplex [Co(H2O)6]2+ liegt es oktaedrisch kooridiniert vor als high-spin Komplex (Stichwort spektrochemische Reihe). Es weist hier nur eine schwache, rosane Färbung auf. Der Grund hierfür liegt in den Auswahlregeln für Elektronenübergänge. Die Farbigkeit beruht ja auf einer Absorption von elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich. Dabei werden Elektronen angeregt. Nun sind zum einen Übergänge innderhalb der d-Orbitale eigentlich Verboten (dl= +-1, hier =0). Was in diesem Fall aber zusätzlich und erschwerend hinzukommt ist das sog. Paritätsverbot bei Übergängen im oktaedrischen Feld. Ich will das hier jetzt nicht herleiten, aber es besagt, dass Übergänge gleicher Parität (g<->g und u<->u) verboten sind (La-Porte Auswahlregel). Im oktaedrischen Feld besitzen die Orbitale (genauer: die Terme) einen Index g (z.B. T2g, eg etc). Es würde sich somit um d-d Übergänge der Form g<->g handeln. Die Übergänge finden jedoch trotzdem statt, aber nur mit einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit und damit geringen Intensität. Deshalb ist das Hexaqua-Kation von Co(II) nur sehr schwach rosa gefärbt.

Beim Tetrachlorocobaltat(II) (oder neuerdings: Tetrachloridocobaltat(II)) hat man nun eine ganz andere Geometrie des Ligandenfelds. Mit seiner d7 Konfiguration bevorzugt Co(II) mit 4 Liganden ein tetraedrisches Ligandenfeld (Td). Hier fallen die Indizes g und u der Orbitale weg (siehe z.B. das einfache Aufspaltungsmuster der Lehrbücher für ein Td Feld -> t2 und e)! Es existiert also kein Paritätsverbot für die Übergänge mehr. Die d-d Übergänge sind deutlich wahrscheinlicher, die Farbe des Komplexes ist stärker (tiefblau).
Da im Td Feld die Aufspaltung deutlich geringer ist, liegt [CoCl4]2- auch hier (meines Wissens nach) als high-spin-Komplex vor. Die Tatsache hat also nicht direkt etwas mit high/low-spin zu tun!
Generell zu den Farben noch: Warum das eine rosa und das andere blau ist, liegt natürlich an der Energie des Übergangs (die Energiedifferenz der Terme, zwischen denen der Übergang stattfindet). Was man sieht ist die Komplementärfarbe zu der Wellenlänge, welche Absorbiert wird und für den Übergang sorgt.
Wenn du genaueres wissen willst, schau doch mal in ein Buch der Koordinationschemie.
Zur Frage der Ladung: Im Hexaqua: Wasser ist ein neutraler Ligand. Der Komplex hat die Ladung 2+ -> Co muss 2+ sein.
Beim Chlorido-Komplex: Chlorid ist jeweils einfach negativ geladen, der Komplex hat die Ladung 2-. Daraus folgt 4*(-1) + x = -2 Es folgt x=2, also ist auch hier Co 2+ (im Grunde einfache Differenzbildung).
Ich hoffe, das hat dir etwas geholfen.

EDIT: Hab noch was hinzugefügt und einen Fehler korrigiert. Der Aqakomplex ist natürlich ein high-spin Komplex
Lg

Geändert von CarBen (09.08.2011 um 19:35 Uhr)
CarBen ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 09.08.2011, 19:37   #3   Druckbare Version zeigen
Pookie weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
AW: Re: Farbigkeit von Cobalt(II)-chlorid

Hey, vielen Dank!
Des hat mir echt weitergeholfen =)
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Stichworte
cobalt(ii)-chlorid, farbigkeit, komplexe

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