Giống như nhiều phức kim loại chuyển tiếp, pentahydrate đồng (II) sulfate có màu sắc rực rỡ; tinh thể của chất đẹp này là một màu xanh nhạt. Màu sắc của nó bắt nguồn từ hóa học và vật lý của thành phần của nó - hay cụ thể hơn là loại liên kết mà nó hình thành với các ion sunfat và các phân tử nước gắn vào đồng.
Copper sulfate pentahydrate có màu xanh mờ đẹp.Quỹ đạo
Electron thể hiện tính lưỡng tính sóng hạt, nghĩa là chúng có cả tính chất giống sóng và tính chất giống hạt. Hành vi của một electron trong nguyên tử được mô tả bởi một phương trình giống như sóng gọi là hàm sóng. Bình phương của hàm sóng đưa ra xác suất rằng electron sẽ được tìm thấy tại bất kỳ một điểm cụ thể nào tại bất kỳ thời điểm nào. Các hàm sóng của các electron trong nguyên tử cũng được gọi là quỹ đạo nguyên tử. Các nhà hóa học đặt tên cho các quỹ đạo nguyên tử bằng cách sử dụng một số để chỉ định mức năng lượng của quỹ đạo theo sau là một chữ cái để chỉ định loại quỹ đạo. Đối với các yếu tố trong giai đoạn thứ tư của bảng tuần hoàn trở lên, bạn chỉ cần tập trung vào ba loại quỹ đạo là s, p và d. Để cảm nhận về hình dạng của các quỹ đạo này, hãy xem liên kết trong phần tài nguyên.
Pha lê trường tách
Ion đồng trong sunfat đồng (II) đã mất hai electron, do đó nó có điện tích +2. Nó có chín electron ở mức năng lượng ngoài cùng hoặc vỏ; những cái gọi là điện tử hóa trị này đều chiếm quỹ đạo 3d. Các phân tử nước và ion sunfat bị thu hút bởi điện tích dương trên ion đồng, vì vậy chúng tiếp cận nó và sắp xếp xung quanh nó theo cấu hình bát diện. Do đó, hai trong số năm quỹ đạo 3d của ion đồng thẳng hàng dọc theo trục mà các ion sunfat và phân tử nước tiếp cận; vì các electron trong các quỹ đạo này và các electron trong các phân tử / ion đều có điện tích âm, chúng đẩy nhau. Cuối cùng, sau đó, hai trong số năm quỹ đạo 3d đã tăng năng lượng; chúng được gọi là quỹ đạo ví dụ. Ba người kia, ngược lại, đã giảm năng lượng và được gọi là quỹ đạo t2g.
Hấp thụ ánh sáng
Một photon ánh sáng sẽ được hấp thụ bởi phức hợp phối trí nếu nó có năng lượng tương đương với sự khác biệt giữa trạng thái mà một electron hiện đang chiếm giữ và năng lượng của trạng thái khác có sẵn cho nó. Do đó, phức sunfat đồng có thể hấp thụ các photon ánh sáng với năng lượng tương đương với sự chênh lệch năng lượng giữa t2g và ví dụ quỹ đạo. Khi nó xảy ra, sự khác biệt về năng lượng đối với phức sunfat đồng tương đương với sự khác biệt về năng lượng đối với các photon ánh sáng trong vùng màu đỏ cam của quang phổ. Vì ánh sáng đỏ được hấp thụ trong khi ánh sáng xanh được truyền đi, đồng sunfat xuất hiện màu xanh lam.
Hòa tan trong nước
Khi đồng sunfat hòa tan trong nước, các ion đồng và sunfat sẽ phân ly. Bây giờ ion đồng tạo thành một phức hợp bát diện trong đó nó được bao quanh bởi sáu phân tử nước. Tuy nhiên, hiệu ứng vẫn rất giống nhau, vì sự phân chia giữa các quỹ đạo t2g và ví dụ như các quỹ đạo trong phức hợp mới này vẫn như vậy mà ánh sáng màu đỏ cam được hấp thụ và bạn thấy một dung dịch có màu xanh lam.
