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🗣 65提問: 金属离子为什么有颜色

🤖 Ai回答: 金属离子之所以呈现出颜色,主要是因为它们能够吸收特定波长的光,这通常发生在过渡金属的离子中。当这些离子处于水溶液中时,水分子作为配体与金属离子结合形成配合物,这种过程称为水合。在水合金属离子中,金属离子的d轨道由于晶体场分裂(在这种情况下是水分子造成的)而产生不同的能级。

当一束白光通过含有水合金属离子的溶液时,某些波长的光会被溶液中的金属离子吸收,以促进d轨道上的电子从一个能级跃迁到另一个较高的能级。这些被吸收的光通常是可见光谱的一部分。由于物质呈现的颜色是它所反射或透过(对于溶液而言)的光的颜色,而吸收的光则是缺失的颜色,因此溶液呈现出的是除了被吸收光之外的其他光的颜色。

例如,如果一个金属离子吸收了蓝色光谱范围内的光,那么溶液将看起来是黄色的,因为黄色是蓝色的补色。同样地,如果吸收绿色光,则溶液可能呈现紫色,以此类推。

需要注意的是,并非所有的金属离子都会表现出颜色。碱金属和碱土金属的离子通常不会在水中显示颜色,这是因为它们的价电子配置使得电子跃迁不在可见光范围内发生。相反,过渡金属、镧系元素和锕系元素的离子通常由于其未充满的d或f轨道而在溶液中显示颜色。

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