Πώς ξέρετε ποιο αλάτι σχηματίζει ένα χρωματιστό υδατικό διάλυμα;
1. Η φύση του μεταλλικού ιόντος
* Μεταβατικά μέταλλα: Η πιο συνηθισμένη πηγή χρωματιστών λύσεων. Τα μεταβατικά μέταλλα (όπως ο χαλκός, ο σίδηρος, το νικέλιο, το κοβάλτιο, το μαγγάνιο, το χρωμίου) έχουν μερικώς γεμίσει D τροχιά. Όταν αυτά τα μέταλλα σχηματίζουν ιόντα, τα D -Orbitals χωρίζονται σε ενεργειακά επίπεδα. Η ενεργειακή διαφορά μεταξύ αυτών των επιπέδων αντιστοιχεί σε ορατά μήκη κύματος φωτός. Όταν το φως λάμπει στο διάλυμα, τα ηλεκτρόνια απορροφούν συγκεκριμένα μήκη κύματος, προκαλώντας τη μετάδοση του συμπληρωματικού χρώματος, καθιστώντας τη λύση να εμφανίζεται χρωματισμένη.
* Μη μεταφοράς μέταλλα: Αυτά τα μέταλλα σχηματίζουν συνήθως άχρωμες λύσεις. Τα ιόντα τους γενικά έχουν γεμίσει πλήρως ή κενά D τροχιά, οπότε δεν υπάρχει σημαντική διάσπαση ή απορρόφηση χρώματος.
2. Η κατάσταση οξείδωσης του μετάλλου
* Υψηλότερες καταστάσεις οξείδωσης: Τα μεταβατικά μέταλλα σε υψηλότερες καταστάσεις οξείδωσης συχνά έχουν πιο έντονα χρώματα λόγω του μεγαλύτερου διαχωρισμού των τροχιακών τους. Για παράδειγμα, τα ιόντα Cu (II) είναι μπλε, αλλά τα ιόντα Cu (i) είναι άχρωτα.
3. Το περιβάλλον προσδέματος
* προσδέματα: Μόρια ή ιόντα που συνδέονται με ένα μεταλλικό ιόν. Διαφορετικοί συνδετήρες μπορούν να επηρεάσουν τη διάσπαση της ενέργειας των D, επηρεάζοντας το χρώμα. Για παράδειγμα, ένα ιόν χαλκού (II) μπορεί να είναι μπλε όταν συντονίζεται με μόρια νερού αλλά πράσινο με ιόντα χλωριούχου.
4. Εξαιρέσεις:
* Ορισμένα ιόντα μεταβατικών μετάλλων μπορεί να είναι άχρωμες. Για παράδειγμα, τα ιόντα Scandium (III) και ψευδαργύρου (II) είναι άχρωτα παρά τα μεταβατικά μέταλλα. Αυτό οφείλεται στα πλήρως γεμάτα τροχιακά τους.
Παραδείγματα:
* Θειοπάτια χαλκού (II) (CUSO₄): Σχηματίζει ένα μπλε διάλυμα λόγω του ιόντος χαλκού (II) (Cu2⁺).
* Χλωριούχο νικέλιο (II) (NICL₂): Σχηματίζει μια πράσινη λύση λόγω του ιόντος νικελίου (II) (ni²).
* Χλωριούχο κοβάλτιο (II) (Cocl₂): Σχηματίζει ένα ροζ διάλυμα λόγω του ιόντος κοβαλτίου (II) (co²⁺).
* Χλωριούχο κάλιο (KCL): Σχηματίζει ένα άχρωμο διάλυμα επειδή το κάλιο (k⁺) είναι ένα μέταλλο μη μεταφοράς.
Πώς να προβλέψετε το χρώμα (απλοποιημένο):
1. Προσδιορίστε το μεταλλικό ιόν: Είναι μεταβατικό μέταλλο;
2. Εξετάστε την κατάσταση οξείδωσης: Οι υψηλότερες καταστάσεις οξείδωσης συνήθως οδηγούν σε πιο έντονο χρώμα.
3. Σκεφτείτε τα συνδέτες: Διαφορετικοί συνδετήρες μπορούν να επηρεάσουν το χρώμα.
Σημείωση: Το ακριβές χρώμα μπορεί να είναι δύσκολο να προβλεφθεί χωρίς συγκεκριμένη γνώση του μεταλλικού ιόντος, της κατάστασης οξείδωσης και του περιβάλλοντος προσδέματος.
