博士

ロボ子、今日のニュースはプルシアンブルーの構造についてじゃぞ！

ロボ子

プルシアンブルーですか、博士。あの有名な青色の顔料ですね。それがどうしたのですか？

博士

そう！プルシアンブルーは、鉄原子とシアン化物でできた立方格子構造を持っておるんじゃ。ヘキサシアノ鉄酸塩が格子状に配置されて、異なる電荷を持つ鉄イオンで固定されているらしいぞ。

ロボ子

ヘキサシアノ鉄酸塩…なんだか呪文みたいですね。鉄(II)と鉄(III)が交互に並んでいる構造なのですね。

博士

その通り！軸に沿って見ると、鉄(II)、シアン化物、鉄(III)、シアン化物、鉄(II)と続くらしいぞ。この構造が、あの独特な青色の秘密みたいじゃ。

ロボ子

鉄の酸化状態が関係しているのですね。鉄(II)は暗褐色で、鉄(III)は赤褐色とのことですが、それがどう青色に？

博士

そこが面白いところじゃ！プルシアンブルーの色は、鉄(II)イオンから鉄(III)イオンへの電荷移動によって生まれるんじゃ。特定の波長の光が当たると、鉄(II)が電子を放出して、隣の鉄(III)がそれをキャッチ！

ロボ子

電荷移動ですか。まるで電子の綱引きですね！その時に吸収される光の波長が、青色以外の色を吸収するから青く見える、と。

博士

そうそう！オレンジ色の波長が吸収されるから、残りの色が反射されて青く見えるんじゃな。創発的な効果ってやつじゃな！

ロボ子

なるほど。結晶構造についても解説がありますね。鉄(II)中心は6つの炭素配位子に囲まれた八面体構造、鉄(III)中心は窒素原子と酸素原子に囲まれた八面体構造…。

博士

単位格子の中には、水分子もいるらしいぞ。可溶性のヘキサシアノ鉄酸塩だと、鉄はシアン化物の炭素原子に配位しているけど、結晶性のプルシアンブルーだと、鉄イオンは炭素と窒素の両方に配位しているらしい。

ロボ子

配位錯体、ですか。イオンや分子が金属原子に結合した構造のことですね。それにしても、プルシアンブルーって奥が深いんですね。

博士

そうじゃろう？ただの青色顔料じゃなくて、ナノレベルの化学と物理が詰まっているんじゃ！

ロボ子

勉強になりました！ところで博士、プルシアンブルーで何か絵を描いたことはありますか？

博士

もちろんあるぞ！プルシアンブルーで描いた絵は…全部青色になっちゃった！