Posterior a de una prolongada selección de información hemos podido solucionar este enigma que presentan ciertos lectores. Te ofrecemos la respuesta y nuestro deseo es servirte de gran apoyo.
Solución:
Solución 1:
De hecho, este efecto se observa en ciertos casos seleccionados. A este respecto, se ha mencionado el efecto del cruce de espín-espín. Puede haber algunos otros efectos en juego, a saber: transiciones de fase, cambio en la geometría del ligando, equilibrios entre diferentes estructuras moleculares y cambio en el número de moléculas de disolvente en la esfera de coordinación.
El comportamiento termocrómico se puede dividir en dos clases principales: continuo y discontinuo. Algunos cambios de color son graduales; a medida que la temperatura aumenta con el tiempo, el color cambia lentamente. Esto puede deberse a la rotura o reordenación de la celosía. Este tipo de reordenamiento también se conoce como termocromismo continuo.
Por otro lado, puede ocurrir un cambio dramático de color a una temperatura específica o en un rango de temperatura muy pequeño. Esto se conoce como termocromismo discontinuo.
Intentaré complementar lo que otros han dicho proporcionando algunos ejemplos ilustrativos.
I. $ ce [Fe(NH2trz)3]Br2 · H2O $
Este compuesto exhibe una espectacular transición termocrómica reversible de color púrpura-blanco al calentar-enfriar con una gran histéresis centrada a temperatura ambiente. La transición termocrómica está relacionada con el cruce de giro (SCO) desde el estado de giro bajo (LS, púrpura, $ S = 0 $, diamagnético) al estado de alto giro (HS, blanco, $ S = 2 $, paramagnético).
(A) después de enfriar a $ 77 ~ mathrm K $ y (B) después de calentar a $ 353 ~ mathrm K $. La forma blanca (B) es atraída por el imán, mientras que la forma púrpura (A) es ligeramente repelida por el imán.
Los complejos Spin crossover (SCO) son esencialmente $ mathrm d ^ 4 $–$ mathrm d ^ 7 $ complejos octaédricos de metales de transición de primera fila.
La aparición de ST en compuestos de coordinación de iones de metales de transición se rige por la relación entre la fuerza del campo del ligando (el campo electrostático que actúa en el ion metálico central) y la energía media de emparejamiento de espines. Complejos octaédricos de $ mathrm d ^ 4 $–$ mathrm d ^ 7 $ Los iones pueden ser HS o LS, dependiendo de si la fuerza del campo del ligando es más débil o más fuerte, respectivamente, que la energía de emparejamiento de espines.
Para que se produzca la ST inducida térmicamente, la diferencia de energía debe ser del orden de la energía térmica, es decir $ k_ mathrm B T $. Un aumento de temperatura favorece el estado HS, mientras que bajar la temperatura favorece el estado LS.
La transición de espín térmico ocurre casi exclusivamente con complejos de coordinación de $ mathrm 3d $ iones metálicos, porque para $ mathrm 4d $ y $ mathrm 5d $ compuestos de elementos de transición sobre la base de la teoría del campo de ligando, debido a que la fuerza del campo de ligando aumenta considerablemente, en relación con análogos $ mathrm 3d $ compuestos y es generalmente mucho mayor que la energía de emparejamiento de espines (por lo tanto, estos muestran principalmente el comportamiento LS).
II. $ ce Cu2HgI4 $
$ ce Cu2HgI4 $, (y el relacionado $ ce Ag2HgI4 $) sufren un cambio de fase de desorden de orden dependiente de la temperatura a aprox. $ 67 ~ ^ circ mathrm C $, cambiando reversiblemente de un material sólido rojo brillante a baja temperatura a un sólido marrón oscuro a alta temperatura, con estados intermedios rojo-púrpura. los colores probablemente se deben a $ ce Cu (I) $–$ ce Hg (II) $ complejos de transferencia de carga.
Todos los metales involucrados son $ mathrm d ^ 10 $ para que uno pueda descartar $ mathrm d $–$ mathrm d $ transiciones y cruce spin-spin. Podría estar ocurriendo una transferencia de electrones de algún tipo, especialmente porque los colores observados son muy intensos. Con base en las características de donación de pi del yoduro, también se puede descartar la transferencia de carga de metal a ligando. El color podría ser ligando a metal o transferencia de carga de metal a metal, aunque el electrón tendría que entrar en algo distinto a los orbitales d.
A medida que aumenta la temperatura y se reorganiza la celosía, el $ ce Cu (I) $ y $ ce Hg (II) $ Los iones permanecen en el mismo entorno en relación con los iones de yoduro, pero su entorno en relación con los otros iones metálicos está cambiando, y esto respalda una explicación de transferencia de carga metal-metal para el color.
III. Tetraclorocuprato de bis (dietilamonio) (II)
A temperatura ambiente, este compuesto es de un color verde brillante y cambia de manera discontinua a amarillo brillante a la temperatura de transición de fase.
La transición de fase termocrómica en este compuesto es bastante compleja Estructuralmente, la sal se transforma entre dos células unitarias monoclínicas, con tres células independientes $ ce CuCl4 ^ 2 – $ aniones en la fase de baja temperatura y dos independientes $ ce CuCl4 ^ 2 – $ iones en la fase de alta temperatura. La transición de fase es de primer orden debido a la falta de relación cristalográfica entre las dos fases.
De la referencia 5:
No se puede imaginar una vía de transformación estructural simple para convertir una fase en la otra. Esto explica la estabilidad de la fase de alta temperatura superenfriada, ya que los cristales de esa fase, que crecen a partir de la masa fundida, con frecuencia se pueden mantener a temperatura ambiente durante períodos de varias semanas. El estudio cristalográfico de la fase de alta temperatura muestra la presencia de desorden para las especies catiónica y aniónica en la estructura.
A temperaturas inferiores a ca. $ 50 ~ ^ circ mathrm C $, el compuesto de cuatro coordenadas tiene una geometría plana cuadrada aunque no es una $ mathrm d ^ 8 $ compuesto, debido a los enlaces de hidrógeno cortos entre los hidrógenos del contraión, dietilamonio, y los cloro en el compuesto metálico (esto favorece la geometría plana cuadrada). Cuando la temperatura pasa la temperatura de transición de fase, el color cambia a amarillo porque los enlaces de hidrógeno se alargan hasta (debido a la transición de fase entre las dos fases cristalinas) y la geometría cambia a un tetraédrico distorsionado El cambio de geometría cambia la disposición del d orbitales.
El plano cuadrado se muestra a la izquierda y el tetraédrico se muestra a la derecha.
No hay un intermedio estable entre el plano cuadrado y la geometría tetraédrica distorsionada, por lo que el cambio es un ejemplo de termocromismo discontinuo. Los grupos individuales de cristales pueden aparecer como verdes o amarillos dependiendo de su temperatura exacta.
Referencias
-
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3596041/
-
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed4000487
-
http://people.umass.edu/mjknapp/Chem242/2004%20Experiments/CuHg2I4Lab.pdf
-
http://www3.amherst.edu/~ilstts/contents/amberger-thermochromism.html
-
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00230a020
Solucion 2:
Como comenta correctamente @orthocresol, hay casos de termocromicidad para complejos de metales de transición, pero es bastante raro.
Puede ocurrir siempre que los orbitales moleculares del complejo estén llenos. parcialmente solo, de modo que pueda cambiar entre el estado de giro bajo y alto, y si la energía proporcionada por el calentamiento es suficiente para proporcionar la energía necesaria para pasar la barrera de activación. Esto entonces se llama cambio de giro. Algunos de los complejos de hierro (II) son ejemplos de esto, y este artículo de acceso abierto, junto al más antiguo (detrás del muro de pago) aquí, puede arrojar algo de luz al respecto.
Solución 3:
El efecto de cruce de espín en algunos complejos de Fe provoca efectos termocrómicos y fotocrómicos. Los complejos diamagnéticos del estado de bajo espín suelen tener un color intenso, mientras que los paramagnéticos de espín alto tienen un color débil. El proceso inducido por luz se denomina atrapamiento de espín en estado excitado inducido por luz (Liesst). El cambio de giro y, por tanto, el cambio de color al enfriar e irradiar muestra una histéresis considerable. (La teoría ha sido examinada por Gutlich en Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1994. vol33, p2024-2054)
Solución 4:
Otro ejemplo de compuesto complejo que muestra termocromismo es un complejo de yoduro de cobre y piridina conocido como complejo de racimo de yoduro de piridina de cobre (I).
(fuente)
El complejo tiene una estructura tetramérica tetraédrica con un cubo de Cu4I4 en su centro y un anillo de 4 piridinas rodea esta pequeña jaula. Este sólido cristalino muestra una fluorescencia de color amarillo brillante a temperatura ambiente y una fluorescencia azul violeta igualmente intensa cuando se enfría en nitrógeno líquido.
(fuente)
Este comportamiento se basa en el desplazamiento dependiente de la temperatura de la misma banda en el espectro de emisión, a menudo debido a un cambio en la geometría. Este video explica maravillosamente el termocromismo del complejo de racimo de yoduro de piridina de cobre (I).
Referencias
- http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/ed200736b?src=recsys&
- http://labphoto.tumblr.com/post/105201858343/something-really-interesting-fluorescence
- https://www.researchgate.net/publication/229968215_Fluorescence_thermochromism_of_pyridine_copper_iodides_and_copper_iodide
- https://www.youtube.com/watch?v=8jDFx7yeBvw
Comentarios y calificaciones del artículo
Ten en cuenta mostrar esta división si lograste el éxito.