d-d跃迁是指两个d轨道上的电子发生跃迁的过程。在化学反应中,跃迁通常发生在具有未成对电子的金属离子中,这些电子将d轨道填充到不同的能量级别中。
常见的金属离子中,d电子占据一些特定的能量级别。这些能量级别的排布顺序对应着分子中每个阳离子的电子构型。当分子吸收能量时,电子的能级会上升,这通常发生在紫外线等电磁波的照射下。
当分子返回到原本的基态时,其能级会发生下降。在这个过程中,电子可能会从高能级和低能级中进行跃迁,从而产生能量的差异,这个差异的能量通常以光的形式释放出来,产生颜色。
大多数的金属离子在溶液中呈现独特的颜色。这些颜色通常由d电子发生的跃迁模式所决定。
特定的跃迁能够产生特定颜色的光,这是因为大部分金属中的d能级都是非常接近的。这意味着跃迁中所吸收或发射的光子能量都差不多,根据普朗克常数与光子能量的关系,光的波长也就大致相同。
例如,Co2+具有一个不成对电子,其d5电子构型可以呈现为t2g3eg2。在吸收紫外线的过程中,t2g3的电子会跃迁到eg能级上,从而产生一个强烈的黄色。
由于d-d跃迁产生的颜色极其丰富且生动,因此在许多领域中有着广泛的应用,例如激光、纳米科学等。
此外,d-d跃迁也经常被用于分析紫外/可见分光光谱,人们可以根据分子在吸收或发射光时的能级之间跃迁所产生的颜色,来推断分子结构。