鹼式碳酸銅為什麼是綠色而不是藍色的?

時間 2021-06-06 17:13:29

1樓:

顏色和Cu上的配離子有關。

比如無水硫酸銅是白色的,五水硫酸銅是藍色的。而銅離子在水溶液中也是因為有水分子與銅離子配位所以是藍色。

另外[CuCl4]2-也是綠色的。

當然具體是什麼顏色看最高贊答案就行了。

2樓:checkmater

題主這個問題可以說是把無機化學領域一鍋端了。涉及晶體場理論,原子軌道雜化理論,分子軌道理論等等。

首先我們必須認識一點:

不同物質的結構與性質是不同的。

真的,世界上沒有哪兩種物質性質是一樣的。

人們接觸最多的銅鹽是硫酸銅,但是硫酸銅是白色的,五水合硫酸銅是藍色的,硫酸銅溶液也是藍色的,說明並不是二價銅離子本身可以產生顏色,但是水溶液和晶體的顏色一樣嗎?

不一樣對不對?

既然我們認定,顯色的物種是被氧原子配位的銅離子,那麼我們用簡單的晶體場理論模型來解釋這個顯色為什麼不同,我們粗略地認為二價銅離子是sp3d2雜化,就是必然是六配位的,那麼在鹼式碳酸銅晶體內部,和五水合硫酸銅晶體中有什麼不同呢?

先說硫酸銅,配位的是水分子和硫酸根離子,配位能力差,配位鍵合不穩定,電子雲變形性差(和銅相比),可以簡單的形)容為把硬物和軟物粘在一起,好比你把橡皮泥拍在瓷磚上,這是對「軟硬酸鹼理論(soft and hard acid or base theory)」的簡單描述。

而鹼式碳酸銅則相反,首先,裡面的氫氧根是帶負電的,與水分子相比電子雲密度更大,電子雲變形性更強,碳酸根裡的氧原子和硫酸根的氧原子相比,由於酸根中心原子電負性數值(衡量原子吸引電子能力的指標,由美國化學家Pauling提出)低,所以碳酸根比硫酸根的電子雲變形性更大,因此總的來說,鹼式碳酸銅內部各配體和銅離子的鍵合度比五水合硫酸銅晶體更強。

那麼憑什麼他更強就會顯示不同顏色呢?我們初中物理曾經學習過「不發光物體反射的或折射的光的顏色是物體本身的顏色」,那麼問題來了,我們知道不同顏色的光有不同波長,那麼如果乙個物體不止反射某一波長的光,而是反射若干波長的光,或者除了某些波長的光,其他的都反射怎麼辦?

我們要學習乙個概念叫做補色原理。如下圖。

當我們的物質吸收某一波長的光,而反射其補色光,那麼就會顯示其補色光的顏色。

我們都知道,五水合硫酸銅和鹼式碳酸銅晶體本身是不會發光的,其配位鍵會吸收某些波長的光,把成鍵軌道(詳見分子軌道理論)裡的電子激發到反鍵軌道上(時間有限,這裡論述不嚴密,只是大概解釋),如果鍵合作用很強,則需要吸收波長短,頻率高,能量高的光,如果鍵合作用弱,需要吸收波長長,頻率低,能量低的光,我們已經論述過,鹼式碳酸銅的配位鍵合作用強,那麼它吸收的光波長也短,就是偏紫色(紅橙黃綠藍靛紫波長依次變短,頻率變高,能量變高),顯示的補色(見上圖)就是綠色,那麼五水合硫酸銅配位鍵合作用弱,那麼吸收波長也長,約在黃紅之間,顯示的補色就是藍色。

3樓:中了五億的歪嘴

這種問題吧,沒有學無機,沒有問的必要,因為說了也不太懂,學了無機就更沒有問的必要了,非常基礎的知識。

其實高中應該或多或少提到過,銅離子本來就不是藍色的,水合銅離子才是藍色的,所以無水硫酸銅固體是白色的。鹼式碳酸銅顯然沒有水合銅離子,所以不是藍色,鹼式碳酸銅中氫氧根作為配體配在銅離子上,使他呈現出綠色。

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