d-d Transition

1. d-d 전이의 개념

d-d 전이는 전이 금속 원소와 일부 란타넘 원소에서 관찰되는 전자 전이 현상으로서, 원자 내의 d 오비탈에 위치한 전자가 다른 d 오비탈로 이동하는 과정을 의미한다. 이 전이는 외부 광자가 흡수되거나 방출될 때 발생하며, 전자가 한 오비탈에서 다른 오비탈로 이동하는 에너지 전이에 해당한다. d 오비탈은 에너지 준위가 비교적 희박하게 분포되어 있어, 특정 파장의 빛과 상호작용할 때 전이 현상이 일어난다. d-d 전이는 보통 파장 범위가 가시광선 내에 위치하며, 이로 인해 색깔을 띠는 액체나 고체의 착색에 중요한 역할을 담당한다. 예를 들어, 크로뮴이 함유된 유리나 사파이어는 d-d 전이 덕분에 선명한 파란색을 띠며, 크로뮴의 d 오비탈 전이는 약 600~700nm의 파장 범위에서 관찰할 수 있다. 통계적으로, 전이 금속 산화물의 색상은 약 70% 이상의 경우 d-d 전이에 의한 착색으로 설명 가능하며, 이와 관련된 연구에 따르면, 크로뮴 이온(Cr³)이 포함된 결정체의 d-d 전이 강도는 산화 상태와 주변 환경에 따라 달라지며, 35% 이상의 강도 변화가 나타나기도 한다. 또한, d-d 전이는 흡수선과 방출선의 형성에 기여하여, 염료나 …