フェノール類の呈色反応はなぜ起こるのですか。

フェノールに塩化鉄(Ⅲ)を加えた時の呈色反応についてですね。

反応式は以下の通りです。

$$\ce{6C6H5OH + FeCl3 -> 3H^{+} + [Fe(OC6H5)6]^{3-} + 3HCl}$$

このように、フェノールと塩化鉄(Ⅲ)が反応すると、$\ce{[Fe(OC6H5)6]^{3-} }$という錯体が生成します。この錯体が呈色の正体です。

遷移元素である鉄$\ce{Fe}$に配位子が結合すると、d軌道が分裂します。分裂した軌道のエネルギー準位の差の波長の光が呈色として観察されます。

※余談

アルコール類（$-OH$）は錯体を形成しないため、呈色反応は示しません。