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Color de las especies químicas. Fuente: “Química analítica cualitativa”- Burriel

COLOR DE LAS ESPECIES QUIMICAS: 1.

¿Qué átomos forman cationes elementales coloreados?

Forman cationes elementales coloreados, aquellos átomos que al perder sus electrones de valencia para originar el catión les queda, en la envolvente más externa del ion, orbitales del tipo d incompletos, es decir, con menos de 10 electrones, mientras que si dichos orbitales d llegan a la saturación electrónica (10 electrones), o no existen como capa externa, los iones formados (aniones o cationes) son siempre incoloros. 2.

En los aniones elementales los electrones captados, ¿en qué tipo de orbitales se disponen? ¿p o d?

En los aniones elementales, los electrones captados se disponen en orbitales de tipo p, de fuerte estabilidad electrónica; en los aniones formados por los periodos segundo y tercero no existen electrones saturados en orbitales d en los que se originan los elementos de los periodos cuarto y quinto, los orbitales d se encuentran ya saturados en niveles profundos del átomo. En cambio, todos los electrones coloreados tienen siempre en la envolvente más externa de átomo orbitales d con menos de diez electrones. 3.

Decir en qué caso los iones complejos son coloreados o incoloros

Se sabe por experiencia que el color que presenta un catión en medio acuoso se modifica por la formación de un complejo y el de este, a su vez, cambia por la adición de un reactivo que forme un complejo más estable. Algunos factores de interés en la génesis del color de los compuestos complejos son:  En la secuencia Br-, OH-, H₂0, NH₃, las bandas de absorción de los respectivos complejos se desplazan hacia longitudes de onda más cortas (efecto hipsocromico)  El índice de coordinación y la distribución espacial de los ligandos tienen también su influencia en el color  En general, a coordinación tetraédrica en la que intervienen orbitales d da lugar a complejos más fuertemente coloreados que los de otro tipo de coordinación, debido principalmente, a que en los complejos de coordinación tetraédrica las transiciones d-d son mucho más probables. La naturaleza del catión central: Para que un complejo sea coloreado es necesario, en general, que lo sea también el catión que actúa de núcleo del complejo, aunque el color resultante sea diferente. La mayor parte de los iones complejos coloreados están formados por una hibridación en la que intervienen orbitales s, mientras que suelen ser incoloros los formados por una hibridación en la que no intervienen tales orbitales.

4. Explicar en la hipótesis de la acción cromogenica de los orbitales d el porque el Cu (NH3) 4 2+ es azul y porque el Zn (NH3) 4 2+ es incoloro

El complejo Cu (NH3)4 2+ de color azul, tiene un tipo de hibridación dsp2, mientras que el análogo Zn (NH3)4 2+ incoloro, corresponde a la hibridación sp3. Según la teoría el campo de cristal, el resultado de la acción electroestática de los ligandos negativos y las moléculas polares sobre los orbitales d del catión central es el incremento de la energía de estos y su posible desdoblamiento en niveles de más baja energía. Como consecuencia de este desdoblamiento, los electrones d de la capa más externa pueden ser fácilmente promovidos o excitados hacia un nivel superior por la escasa energía proporcionada por las radiaciones del espectro visible, apareciendo el color complementario de las radiaciones no absorbidas. La diferencia de energía entre estos niveles se denomina Δ, a mayor Δ, mayor es la posibilidad de que aparezca color. Esta teoría explica satisfactoriamente que el complejo Cu (NH3)4 2+ tenga un color azul intenso porque el valor de Δ aumenta en relación con el que tiene el Cu (H₂O)4 2+ debido a que las moléculas del amoniaco son más polares que la de agua. Asimismo, explica que el Zn (NH3)4 2+ sea incoloro porque le faltan orbitales d en su hibridación, ya que el catión tiene sus orbitales d completos electrónicamente, por lo que no hay posibilidad de interacción entre el campo originado por los dipolos del amoniaco y del catión. 5.

¿A qué se debe el color en las moléculas de átomos del mismo elemento con valencia distinta? Ejemplos

Se atribuye el color a la existencia de electrones lábiles que se encuentran en resonancia entre los átomos con distintos grados de oxidación, o como se admite actualmente, a un fenómeno de tra nsferencia de carga intramolecular. Ejemplos: los azules de Prusia o de Turnbull, en los que existen átomos de Fe (III) y de Fe(II); el óxido ferroso-férrico (magnetita), negro; el cloruro auroso áurico que es de color negro, mientras que los cloruros auroso o áurico por separado son de color amarillo. 6.

¿Cómo se origina el fenómeno de deformación iónica? ¿que implica?

Cuando se unen dos iones sencillos para constituir un producto que precipita en el seno de la disolución donde se realiza el experimento, frecuentemente ocurre un fenómeno de singular importancia que predispone a la aparición del color, es el de deformación iónica. Puede ocurrir que al unirse un anión y un catión para originar una sal, como consecuencia de las cargas antagónicas puestas en j uego, se cree un fuerte campo electrostático que tiende a deformar las trayectorias de los electrones de valencia de los iones que forman el compuesto; incluso puede originarse una condensación de cargas o polarización, con la aparición de polos definidos. La consecuencia más importante de esta deformación iónica es la posible aparición de color, porque al expandirse las trayectorias de los electrones disminuye su energía de enlace al núcleo y la luz visible puede obligar a dichos electrones a efectuar saltos cuánticos absorbiendo, para ello, determinada energía correspondiente a zonas discretas coloreadas del espectro visible, apareciendo, en consecuencia, el color

complementario. La aparición del color por el fenómeno de la deformación, e incluso polarizac ión, es solo una posibilidad, ya que puede darse en substancias incoloras. Para que el color se manifieste, como ya se ha reiterado, es preciso que la energía absorbida corresponda a las frecuencias del espectro visible. 7.

¿Por qué los sulfuros son más coloreados que los óxidos y estos más que los hidróxidos?

Por lo general, cuanto más fuerte es la deformación, mayor es la probabilidad de que aparezca color y más intenso será este. El hecho de que los hidróxidos estén menos coloreados que los óxidos y estos menos que los sulfuros, se debe a que la deformabilidad de los aniones correspondientes crece en el sentido: OH- < O2- < S2-. Así pues, en estos compuestos el color está relacionado con la deformación iónica, y esta, a su vez, depende de la carga y del radio de los iones que se enlazan, por lo que, sie ndo carga y radio funciones periódicas, no es de extrañar que en determinadas circunstancias haya una clara relación entre el color que presentan algunos precipitados y la posición de los elementos constituyentes de los mismos en el sistema periódico. 8. 9. que?

Dentro de un mismo grupo el color de los precipitados será más intenso a medida que descendemos, ¿por

Teniendo en cuenta que un catión tendrá tanto más fuerza deformante cuanto mayor sea su carga positiva y menor su radio, es decir, cuanto mayor sea la relación carga/radio (mayor fuerza atractiva del catión) y que un anión será tanto más deformable cuanto mayores sean su radio iónico y su carga negativa (electrones más débilmente unidos al núcleo):  Dentro del mismo grupo, el color será menos intenso a medida que se desciende, porque en este sentido crece el radio del anión y, por lo tanto su deformabilidad. Así, el AgCl es blanco; el AgBr es blanco-amarillento y el AgI es amarillo.  En el mismo período, el color se intensificara a medida que se desplaza hacia la izquierda por el aumento de las cargas negativas del anión. Así el AgCl es blanco, el óxido pardo y el nitruro, negro. 10.

¿A que se puede asociar el color de las moléculas orgánicas?

En general, todas las moléculas orgánicas absorben radiación electromagnética en más o menos proporción, pero la mayoría lo hacen en las regiones infrarroja y ultravioleta del espectro, por lo que aparecen incoloras. Pero si una molécula orgánica posee electrones móviles o poco localizados (electrones π generalmente) tiene muchas posibilidades de que éstos sean excitados por la baja energía proporcionada por las frecuencias del espectro visible, con la consiguiente aparición de color. De aquí que el color en las moléculas orgánicas esté asociado, frecuentemente, a la existencia de centros de insaturación (dobles o triples, enlaces, estructuras quinoides, etc.) o a la posibilidad de resonancia entre dos o más configuraciones moleculares, es decir, agrupaciones de la labilidad electrónica acusada. 11.

¿Que son los cromóforos?

Denominación acuñada por O.N.Witt en 1876, quien al revisar los distintos colorantes conocidos encontró que todos tenían un grupo no saturado al que denominó cromóforo (del griego: “portador de color”). Actualmente se considera cromóforo a todo sistema orgánico de enlaces múltiples. La posibilidad de originar color depende de Su facilidad de excitación. 12.

¿Cuándo los grupos cromóforos intensifican el color?

En general, se necesita más de un grupo cromóforo para que aparezca el color. Ejemplo: CH3-CO-CH3 (acetona) es incolora, CH3-CO-CO-CH3 (diacetilo) amarillo, CH3-CO-CO-CO-CH3 (tricetopentano) es amarillo anaranjado. A medida que aumenta el número de cromóforos se intensifica el color. Esto se evidencia en la serie de los difenilpolienos de formula general C₆H₅(CH=CH)n C₆H₅, donde un aumento en el valor de n, intensifica el color. Le presencia de grupos cromóforos conjugados intensifica el color, siendo este efecto mayor cuando la conjugación es “en cruz” (quinonas, fulvenos, etc) que cuando es “lineal”. 13.

¿Que son los auxocromos?

Ciertos radicales de tipo salinogeno son capaces de reforzar la acción de un cromóforo, aunque de por si no puedan comunicar color alguno a las moléculas incoloras, a estos radicales se los llamo auxocromos (“exaltador del color”). Por definición un auxocromo es un grupo funcional que no absorbe por si solo en la región del ultravioleta pero que tiene los efectos de desplazar picos de los cromóforos hacia longitudes de onda larga además de aumentar sus intensidades.

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¿A que se considera grupos auxocromos positivos y grupos auxocromos negativos?

Se considera grupos auxocromos positivos a los que producen una exaltación de colores en medio acido como –OH, -NH₂ y negativos son los que ejercen su acción en medio básico, por ejemplo -NO₂, -NO, -CO, CN 15. En un anillo bencénico que contenga grupos cromoforos, ¿en que posición el auxocromo provoca un efecto mas notable de color, en orto, meta o para?

En un anillo bencénico que contenga un cromóforo, la posición de un grupo auxocromo en orto o en para tiene un efecto mucho más notable que en meta, posición que apenas ejerce influencia cromática. 16.

¿Que es necesario para que un compuesto orgánico forme un quelato?

Para la formación de un quelato es necesario que el reactivo orgánico se una al catión central por más de una posición mediante enlaces coordinados y, en la mayoría de los casos, enlaces iónicos, originando un heterociclo.

Quelato es un término muy sencillo que se refiere a la formación de anillos que inclu yen al centro metálico en compuestos de coordinación. La formación de este tipo de compuestos se da cuando un ligante con más de un "diente" se coordina a un mismo centro metálico. La formación de quelatos genera compuestos de mayor estabilidad en comparación con sus análogos que no formen quelatos, este efecto de incremento de estabilidad se llama "Efecto Quelato", por ejemplo: el compuesto [Fe(NH3)6]3+ es menos estable que el compuesto [Fe(en)3]3+, ambos compuestos tienen número de coordinación seis, tienen átomos donadores por nitrógeno y ambos tienen geometría octaédrica, la diferencia es que el complejo con etilendiamina forma quelato.

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¿Por qué la gran mayoría de los quelatos son coloreados?

El carácter de insaturación que suele tener el ciclo formado es el responsable de la aparición del color. Además, los grupos dadores de pares electrónicos (=CO, -N=O, -NO₂, =CS, -N=N-) son, generalmente, cromóforos, mientras que los grupos que originan el enlace iónico (-COOH, -SO₃H) suelen ser auxocromos.