化合物的顏色

化合物的顏色----化學(xué)中有關(guān)顏色的知識1吸收光譜自然光照射物質(zhì)，可見部分(400-750納米)全通過,則無色透明；全反射,為白色；全吸收，顯黑色。當(dāng)部分波長的可見光被吸收，而其余波長(即與被吸收的光互補(bǔ))的光通過或反射出來，則形成顏色。這就是吸收光譜的顯色原理。各種波長的光之互補(bǔ)關(guān)系簡示如下：吸收部分在紅外或紫外，則可見光全透過或全反射圖片：***+?*紅黃綠藍(lán)紫■WaVar , , ----- ,, 紅一藍(lán)綠紫一黃綠黃一藍(lán)綠一紅紫2。電子躍遷1)d-d躍遷和f-f躍遷：Ti3+3d1Ti3+的3d1電子在分裂后的d軌道中的排列為j— 好4 < (M)l(dY)。 de在自然光的照射下，吸收了能量相當(dāng)于^0波長的部分，使電子排布變?yōu)椋?4— d下4 :/ (")。(危)1——de這種吸收在紫區(qū)和紅區(qū)最少，故顯紫紅色這類顯色機(jī)理，是電子從分裂后的低能量d軌道向高能量d軌道躍遷造成的。稱為d-d躍遷。組態(tài)為dl-d9的配合物，一般有顏色，基本都是由d-d躍遷造成的。顏色淺是由于這種躍遷受到某些限制，幾率小的原因。組態(tài)為郁和d10的化臺物，不可能有d-d躍遷，如Ag(I)Cd(II)時、La(III)5d\Ti(IV)3d°等的化合物一般無色。2)其他n—p*,p—p*躍遷可能發(fā)生的躍遷：s—s*能量大，SiCl4,PC15吸收在遠(yuǎn)紫外區(qū)(無色)n—s*孤對電子，能量稍低，近紫外區(qū)H2S，H2On—p*孤對電子，能量稍低，近紫外。雙鍵，三鍵，長波區(qū)。p—p*最高占據(jù)軌道能級比非鍵軌道高，可見區(qū)，顯顏色p*—s*F2、Cl2、Br2、I2問題：F2、Cl2、Br2、I2顏色逐漸加深，如何解釋？np*—ns*能量差下降，吸收長波長(低波數(shù))的光，表現(xiàn)出互補(bǔ)色但也有d0和d10的化合物有顏色，如：既1我5鄴其機(jī)理是什么？*有從】■奪回電子的趨勢，一般情況下，這是困難的，要吸收紫外光方可，故可見光全透過，即在可見區(qū)無吸收,無色.*當(dāng)相互極化強(qiáng)烈時，即電子云變形性大，電子則易于從負(fù)離子向正離子轉(zhuǎn)移,吸收可見光的一部分，產(chǎn)生顏色。如CdI2中，由于半徑大，相互極化程度大于ZnI2，電荷轉(zhuǎn)移易于ZnI2,吸收紫光，顯黃綠色。*HgI2電荷躍遷更容易，吸收藍(lán)綠色光,顯紅色。這種顯色機(jī)理稱為電荷躍遷。*離子極化發(fā)生后，使物質(zhì)的b.p.，m.p.變低，溶解度較小，顏色發(fā)生變化。*溫度對極化和電荷躍遷有影響，故影響顏色。AgI常溫下是黃色的，高溫下極化作用強(qiáng)，電荷躍遷更容易，吸收比藍(lán)光更低的藍(lán)綠光，顯紅色。低溫時，電荷躍遷變難，吸收紫外光，顯白色：Ivey黃色CtO+2黃色MnO+-紫色吸收藍(lán)光 藍(lán)光 黃綠光中心均為d0,無d-d躍遷，但高價的V（V）、Cr（VI）、Mn（VII）均有較強(qiáng)的極化能力，使負(fù)二價的氧發(fā)生電荷躍遷，顯色。其中Mn（VII）的極化能力更強(qiáng)，吸收黃綠光，顯紫色無機(jī)物顏色的規(guī)律無機(jī)化合物具有顏色的本質(zhì)是由于d-d躍遷和f-f躍遷產(chǎn)生的。下表列出了具有不同d電子數(shù)和不同f電子數(shù)的離子的顏色電子數(shù)123456789Ti3+Ti2+V2+Cr2+Mn2+Fe2+C02+Ni2+Cu2+紫色黑色紫色藍(lán)色肉色綠色粉紅綠色藍(lán)色電子數(shù)123456789Ce3+Pr3+Nd3+Pm3+Sm3+Eu3+Gd3+Tb3+Dy3+無色黃綠紅紫粉紅淡黃粉紅無色粉紅淡黃由表中的情況可以總結(jié)出以下結(jié)論（1）d1-9和fl-13的化合物都有顏色，d5和f7顏色較淺或無色，是由于自旋禁阻，自旋發(fā)生改變的電子躍遷都是自旋禁阻的。（2）CuF、BrF（紅色），多數(shù)氟化物均無色；III、IV、V、VI主族的5,6周期的漠化物、碘化物幾乎都有顏色。（3） 主族元素的含氧酸根離子多數(shù)無顏色，過渡金屬元素含氧酸根有顏色。（4） 混合價態(tài)化合物呈現(xiàn)顏色。（5） 無色晶體摻有雜質(zhì)或發(fā)生晶格缺陷時，呈現(xiàn)顏色無機(jī)物具有顏色的原因物質(zhì)具有顏色是由于選擇性的吸收可見光，呈現(xiàn)出吸收光的互補(bǔ)顏色?？梢姽獠ㄩL：l=400-700nm，波數(shù)：n=25000-13800cm-1AE=1.7-3.1eV物質(zhì)吸收大光波波長是由于分子或離子的電子層結(jié)構(gòu)決定的，外層電子及其構(gòu)型決定了所吸收的光的能量?？梢姽獾哪芰浚骸鱁=1.7-3.1eV電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，△￡越小，吸收的光波數(shù)越?。úㄩL越長），觀察到的顏色趨向于紫色，反之，趨向于紅色。△E<1.7eV（紅外光）或^E>3.1eV（紫外光）3.影響因素（1）d-d躍遷和f-f躍遷配位場d軌道發(fā)生分裂，二組d軌道能量差一般相當(dāng)于可見光的能量?！鱁=1.7-3.1eVd1-9和fl-13顯色，d0、d10、f0、f14不顯色，Y3+、La3+、Cu+、Ag+、Hg2+、Zn2+、Cd2+、Lu3+無色，d5和f7淺色(躍遷一自旋禁阻)凡是不成對電子的自旋發(fā)生改變的電子躍遷都是自旋禁阻的。(2)電荷躍遷電子從一個原子轉(zhuǎn)移到另一個原子產(chǎn)生的荷移躍遷，M-LZnOCdO溫敏元件RT?白R.T棕紅(制變色溫度計)|AIA淺黃深灰CuO中Cu2+為d9，其余M+或M2+均為d10，無d-d躍遷，化合物的顏色由“荷移躍遷”引起。AgCl、AgBr、AgI顏色依次加深。陽離子相同，陰離子變形性不同，陰離子變形性越大，化合物越容易發(fā)生電荷遷移吸收光譜向長波(低波數(shù))方向移動，表現(xiàn)出來較深的顏色Cd2+:d10CdS(黃色)Cd2+-S2-DE=2.4eVZnS(白色)Zn2+-S2-DE>3.9eV△E=1?7-3?1eV主族元素含氧酸根不顯