「きれい…」
奏が試験管を見つめた。青い溶液。
「銅イオンの錯体だ」ミリアが説明した。「水分子が配位してる」
「配位？」
「金属イオンの周りを、分子や陰イオンが取り囲む状態」
零が補足した。「銅イオンは青い。でもなぜか考えたことは？」
奏が首を振った。「色がある、それだけかと…」
「色は光の吸収から生まれる」ミリアが言った。
「吸収？」
「白色光が当たると、特定の波長が吸収される。残りが反射されて、私たちの目に届く」
零が図を描いた。「銅錯体は赤い光を吸収する。だから青く見える」
奏がノートに書いた。「吸収と色は補色の関係？」
「正確。なぜ特定の波長を吸収するかが、配位子場理論だ」
ミリアがタブレットを見せた。「遷移金属イオンは、d軌道を持つ」
「d軌道？」
「電子が入る軌道の一種。五つある」
零が続けた。「孤立した金属イオンでは、五つのd軌道はエネルギーが等しい」
「等しい？」
「縮退と呼ぶ。でも、配位子が近づくと、この対称性が崩れる」
奏が混乱した。「崩れる？」
「配位子の電子が反発するから。一部のd軌道のエネルギーが上がる」
ミリアが図を描いた。「八面体錯体では、五つのd軌道が二つのグループに分かれる」
「eg軌道とt2g軌道」零が付け加えた。
「なんで分かれるの？」
「配位子との距離が違うから。eg軌道は配位子方向を向く。反発が強い」
奏が理解し始めた。「だから、エネルギーが高い？」
「そう。この分裂幅を、配位子場分裂エネルギーと呼ぶ」
ミリアが続けた。「d電子は、低いエネルギーのt2g軌道にいたい」
「でも？」
「光を吸収すると、eg軌道に励起できる」
零が強調した。「その光のエネルギーが、分裂幅と一致する必要がある」
奏が目を輝かせた。「だから特定の波長！」
「正解。銅錯体では、分裂幅が赤い光のエネルギーに対応する」
ミリアが別の試験管を取り出した。「これは緑。ニッケル錯体」
「分裂幅が違う？」
「金属イオンが違えば、d電子の数も違う。配位子も影響する」
零が説明した。「強い配位子は、大きな分裂を作る。弱い配位子は、小さな分裂」
「配位子の強さ？」
「分光化学系列と呼ばれる順序がある。CNマイナスは強い。Iマイナスは弱い」
奏が感動した。「全部つながってる…」
ミリアが続けた。「ヘモグロビンの赤い色も、同じ原理」
「え？」
「鉄錯体。ポルフィリン環に鉄イオンが配位してる」
零が付け加えた。「酸素が結合すると、配位子場が変わる。色も変わる」
「だから動脈血と静脈血の色が違う！」奏が叫んだ。
「そう。生命現象も、配位化学の上に成り立つ」
奏が試験管を見直した。「この青い色、d軌道の叫び？」
ミリアが笑った。「詩的だけど、ある意味正しい」
「電子が励起状態に上がって、すぐ戻る。その繰り返し」零が言った。
「戻るとき、光を出すの？」
「多くの場合、熱として放出される。だから蛍光は別の話」
奏が質問した。「じゃあ、なんで植物は緑？」
「クロロフィル。マグネシウム錯体」ミリアが答えた。
「赤と青を吸収して、緑を反射する」零が補足した。
「光合成に最適な波長を選んでる？」
「進化の結果だろうね」
奏がつぶやいた。「色は、分子の声」
「美しい表現」ミリアが認めた。
零が静かに言った。「量子力学が、色を説明する。d軌道の分裂という、見えない構造が、見える色を作る」
「見えないものが、見えるものを決める」
「化学の醍醐味だ」
三人は、青い錯体を見つめた。光を吸う理由、今はもう分かる。