색상과 자성

전이 금속 복합체는 이러한 화합물에 의해 가시광선의 특정한 파장이 흡수되기 때문에 다양한 색을 보입니다. 빛은 낮은 에너지 수준에서 높은 에너지로 전자를 여기시키는 데 필요한 에너지를 가질 때 흡수됩니다. 결과적으로 전이 금속 복합체는 일반적으로 가시광선 범위에 있는 복합체의 결정장 분할 에너지 즉 델타와 일치하는 빛을 흡수합니다.

예를 들어 헥사플루오르코발트산 은 적색광을 강하게 흡수하지만 녹색광은 최소한으로 흡수하여 녹색으로 보입니다. 델타가 더 높은 헥사민코발트 는 높은 에너지 청색광을 강하게 흡수하지만 황색광은 최소한으로 흡수합니다. 따라서 헥사민코발트 는 노란색으로 보입니다.

헥사플루오르코발트산 의 작은 델타의 효과는 색상에 국한되지 않습니다. 델타가 헥사플루오르코발트산(III)과 같이 충분히 낮을 때 전자는 낮은 에너지 궤도에서 결합하기 전에 높은 에너지 궤도를 점유합니다. 여기서 델타는 동일한 궤도에 있는 전자 사이의 정전기 척력 에너지인 스핀 쌍 에너지에 비해 더 작습니다.

이와 같이 전자가 낮은 에너지 궤도상에서 짝을 이루는 스핀 쌍 에너지를 극복하는 것보다 델타를 극복하고 높은 에너지 궤도를 차지하는 것이 에너지적으로 더 실현 가능합니다. 반대로 헥사민 코발트(III)에서는 델타가 스핀 쌍 에너지보다 큽니다. 따라서 훈드의 규칙에서 예상한대로 전자는 낮은 에너지 궤도에서 쌍을 이루어 높은 에너지 궤도를 비워 둡니다.

이러한 전자 분포의 차이로 인해 Co 이온은 헥사플루오르코발트산염 의 4개의 짝을 이루지 않은 전자를 가지지만 헥사민 코발트 의 짝을 이루지 않은 전자는 0개입니다. 따라서 전자는 높은 스핀의 복합체로 분류되고 후자는 낮은 스핀의 복합체로 분류됩니다. 일반적으로 작은 값의 델타와 관련된 약장 리간드는 높은 스핀의 복합체로 이어지고 높은 값의 델타를 촉진하는 강장 리간드는 낮은 스핀 복합체를 형성합니다.

높은 스핀 및 낮은 스핀 복합체는 아주 다른 자기 특성을 나타낼 수 있습니다. 예를 들어 스핀이 높은 헥사플루오로코발테이트 는 짝을 이루지 않은 전자로 인해 자석에 끌리며 이를 상자성이라고 합니다. 한편 낮은 스핀 헥사암민코발트 는 자석에 반발하며 반자성으로 표시됩니다.