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为什么有些金属离子有颜色,有些则没有? 第1页

  

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在水中有颜色的金属离子往往是过渡金属离子。

因为过渡金属有一个未充满的价壳层d轨道,所以过渡金属往往有不止一种氧化态。当过渡金属离子与中性或带负电的配体结合时,它们会形成所谓的过渡金属配合物。配体通过共价键或配位键与中心离子结合。常见配体包括水、氯离子和氨。

当一个配合物形成时,因为有些电子更靠近配体,过渡金属离子的d轨道形状会发生变化,这样就会发生d轨道的分裂:有些d轨道进入高能级,而另一些则进入低能级。这样就形成了一个能隙。电子可以吸收光子,从低能级跃迁到高能级。被吸收的光子的波长取决于能隙的大小。(这就是为什么s和p轨道发生分裂时不会产生有色复合物。因为形成的能隙比较宽,吸收的光子处于紫外区域,肉眼观察不到。)

另外,过渡金属由于具有未充满的价壳层d轨道,所以有人将锌、镉、汞排除在过渡金属之外,因它们有充满的价壳层d轨道。根据化学常识我们知道,Zn2+在水中是无色的,这与其d轨道充满了电子有关。

By 重光 中科院物理所




  

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