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Las bandas de transferencia de carga son un rasgo característico de los espectros ópticos de muchos compuestos. Estas bandas suelen ser más intensas que las transiciones d – d. Por lo general, exhiben solvatocromismo , consistente con cambios de densidad electrónica que serían sensibles a la solvatación. [1]
Las bandas de absorción de TC son intensas y a menudo se encuentran en la porción ultravioleta o visible del espectro. Para los complejos de coordinación , las bandas de transferencia de carga a menudo exhiben absortividades molares, ε, de aproximadamente 50000 L mol −1 cm −1 . Por el contrario, los valores de ε para las transiciones d – d están en el rango de 20 a 200 L mol −1 . Las transiciones CT están permitidas por giro y permitidas por Laporte . Las transiciones d – d más débiles están potencialmente permitidas por giro, pero siempre prohibidas por Laporte. [2]
Las bandas de transferencia de carga de los complejos de metales de transición resultan del cambio de densidad de carga entre orbitales moleculares (MO) que son predominantemente de carácter metálico y aquellos que son predominantemente de carácter ligando. Si la transferencia se produce desde el MO con carácter de ligando a uno de tipo metálico, la transición se denomina transferencia de carga de ligando a metal (LMCT). Si la carga electrónica cambia del MO con carácter metálico al tipo ligando, la banda se denomina transferencia de carga de metal a ligando (MLCT). Por tanto, una MLCT da como resultado la oxidación del centro metálico, mientras que una LMCT da como resultado la reducción del centro metálico. [3] [4]
El espectro óptico de este complejo octaédrico d 6 muestra una intensa absorción cerca de 250 nm que corresponde a una transición del ligando σ MO al vacío, por ejemplo, MO . En IrBr 6 2− , que es complejo ad 5 , se observan dos absorciones, una cerca de 600 nm y otra cerca de 270 nm. Estos se asignan como dos bandas LMCT, una para t 2g y otra para e g . La banda de 600 nm corresponde a la transición al MO t 2g y la banda de 270 nm al MO e g .
Las bandas de transferencia de carga también pueden surgir de la transferencia de electrones desde orbitales no enlazantes del ligando al MO , por ejemplo .
Los tetraóxidos de los centros metálicos d 0 suelen tener colores intensos para los metales de la primera fila. Esta coloración se asigna a LMCT, lo que implica la transferencia de electrones no enlazantes en los ligandos oxo a niveles d vacíos en el metal. Para los metales más pesados, estas mismas transiciones ocurren en la región UV, por lo que no se observa color. Por tanto, el perrenato, el tungstato y el molibdato son incoloros.
Las energías de las transiciones se correlacionan con el orden de la serie electroquímica. Los iones metálicos que se reducen más fácilmente corresponden a las transiciones de energía más bajas. La tendencia anterior es consistente con la transferencia de electrones del ligando al metal, lo que resulta en una reducción de iones metálicos por parte del ligando.
Los complejos de bipiridina, fenantrolina y heterociclos insaturados relacionados a menudo exhiben fuertes bandas CT. El más famoso es Ru(bipy) 3 2+ , que tras la irradiación produce estados excitados descritos como [Ru(III)(bipy − )(bipy) 2 ] 2+ . El estado excitado del CT es de larga duración, lo que permite que se produzca una rica química. [5] [6]
La transferencia de carga por intervalos (IVCT) es un tipo de banda de transferencia de carga que está asociada con compuestos de valencia mixta . A diferencia de las bandas MLCT o LMCT habituales, las bandas IVCT tienen menor energía, generalmente en la región visible o infrarroja cercana del espectro y son amplias. El azul de Prusia, el pigmento azul derivado del Fe(III), Fe(II) y cianuro, debe su intenso color al IVCT.