Забарвлення за рахунок перенесення електронів

Багато іонів перехідних елементів утворюють з безбарвними лігандами інтенсивно забарвлені комплекси; молярний коефіцієнт світло поглинання складає величини порядків 10²—10⁴.

Подібні комплекси нерідко утворюються при такому валентному стані, коли валентні d-електрони іонів комплексоутворювача повністю видалені, тобто забарвлені з'єднання знаходяться в рівновазі з високозарядними позитивними іонами, наприклад [Тio]²⁺ або навіть Ti⁴⁺ (у неводних середовищах), V^V і ін.

Теорія комплексів з перенесенням заряду ще дуже мало розроблена. Інтерес до неї останнім часом посилився у зв'язку з тим, що комплекси аналогічного типу виникають при взаємодії двох органічних компонентів, один з яких є донором, інший — акцептором електронів. Так, акцепторами можуть бути молекули хлоранілу, тетраціанетилену C₂(CN)₄ і ін., а донорами — вуглеводні типу нафталіну, різні аміни і ін. Комплекси, що утворюються з перенесенням заряду, зазвичай сильно забарвлені; крім того, вони мають напівпровідникові властивості. Для з'ясування будови електронних рівнів таких комплексів необхідне знання потенціалів іонізації донора і електронної спорідненості акцептора. Проте ці величини (особливо першу) встановлюють зазвичай для газоподібного стану речовини. У розчині ж потенціал іонізації має інші значення. Відсутність об'єктивних критеріїв ускладнює обговорення цього питання.

Класичним прикладом з'єднання, забарвлення якого обумовлене перенесенням заряду, є комплекс йоду з бензолом. Систему рівнів цього комплексу можна в хорошому наближенні вважати за ту, що складається з груп рівнів йоду і бензолу, лише злегка обурених взаємодією (малюнок). Забарвлення обумовлене перенесенням електрона з верхнього зайнятого рівня молекули донора — бензолу на вільний антизв'язуючий рівень молекули акцеп­тора — іона. Тому говорять про перенесення електрона з бензолу на йод і розглядають цей перехід як перенесення заряду.

Рис. Схема перенесення заряду в комплексі йоду з бензолом (пунктиром показані рівні, між якими відбувається пере­нос заряду).