Γιατί οι ενώσεις χαλκού συνήθως φαίνονται άχρωμες αν και είναι ένα στοιχείο μετάβασης;

Οι ενώσεις χαλκού μπορούν στην πραγματικότητα να παρουσιάσουν μια ποικιλία χρωμάτων, όχι μόνο άχρωμες. Εδώ είναι γιατί:

1. Ηλεκτρονική διαμόρφωση του χαλκού:

* Ο χαλκός έχει μια ηλεκτρονική διαμόρφωση του [AR] 3D⁰ 4S¹.

* Στις περισσότερες από τις ενώσεις του, ο χαλκός υπάρχει στην κατάσταση οξείδωσης +2, όπου χάνει δύο ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα τη διαμόρφωση του [AR] 3D⁹.

* Αυτό το μερικώς γεμάτο D-orbital επιτρέπει ηλεκτρονικές μεταβάσεις D-D, οι οποίες είναι υπεύθυνες για την απορρόφηση ορισμένων μήκους κύματος φωτός και αντανακλώντας τους άλλους, δημιουργώντας χρώμα.

2. Γιατί μερικές ενώσεις χαλκού εμφανίζονται άχρωμες:

* Αντοχή πεδίου προσδέματος: Το χρώμα μιας ένωσης χαλκού επηρεάζεται επίσης από τους συνδέτες που περιβάλλουν το ιόν χαλκού. Ορισμένα προσδέματα, γνωστά ως συνδετήρες ασθενούς πεδίου , μην προκαλείτε σημαντική διάσπαση των D-Orbitals. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια μικρή ενεργειακή διαφορά μεταξύ των D-orbitals και του φωτός που απορροφάται πέφτει στην υπέρυθρη περιοχή, η οποία είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι. Επομένως, η ένωση εμφανίζεται άχρωμη.

* Υψηλή περιστροφή εναντίον χαμηλής περιστροφής: Η διάσπαση του επιπέδου ενέργειας των D-orbitals εξαρτάται επίσης από το αν το σύμπλεγμα είναι υψηλό περιστροφή ή χαμηλή περιστροφή. Τα υψηλά σύμπλοκα περιστροφής έχουν μεγαλύτερο ενεργειακό κενό μεταξύ των τροχιακών, οδηγώντας σε απορρόφηση υψηλότερου ενεργειακού φωτός (ορατή περιοχή), με αποτέλεσμα το χρώμα. Τα χαμηλά σύμπλοκα περιστροφής έχουν μικρότερο ενεργειακό κενό, με αποτέλεσμα την απορρόφηση χαμηλότερου ενεργειακού φωτός (υπέρυθρη περιοχή), οδηγώντας σε άχρωμη εμφάνιση.

3. Παραδείγματα ενώσεων χαλκού και τα χρώματα τους:

* Cuso₄ (θειικό χαλκό): Μπλε

* Cucl₂ (χλωριούχο χαλκό): Πράσινος

* Cuo (οξείδιο του χαλκού): Μαύρος

* Cu₂o (οξείδιο του χαλκού (i): Κόκκινος

* [cu (h₂o) ₄] ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ⁺ ~ Μπλε

Συμπέρασμα:

Ενώ ο χαλκός είναι ένα μεταβατικό στοιχείο και γενικά σχηματίζει έγχρωμες ενώσεις, το χρώμα εξαρτάται από παράγοντες όπως η κατάσταση οξείδωσης του χαλκού, η φύση των προσδεμάτων και η κατάσταση περιστροφής του συμπλόκου. Ορισμένες ενώσεις χαλκού εμφανίζονται άχρωμες λόγω συνδετήρων ασθενούς πεδίου ή διαμόρφωσης χαμηλής περιστροφής, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την απορρόφηση του φωτός στην υπέρυθρη περιοχή.