Waarom draait koper groen in de HCL-lijst?

Koper (II) ionen hebben verloren twee elektronen en vandaar hebben een lading + 2. Als u koper (II) ionen in de oplossing hebben en geconcentreerd zoutzuur toevoegt, wordt de oplossing groen in kleur. Verdun de oplossing in water opnieuw en het draait lichtblauw. Deze opvallende veranderingen hint op de opmerkelijke chemie van overgangsmetalen--chemie dat helpt verklaren veel van de kleuren die u om je heen in je dagelijkse leven ziet.

Kleur

Waarom moet een van de objecten die u zien kleur? Het is omdat ze weerspiegelen of bepaalde kleuren van licht, maar niet anderen te verzenden. Als een object alle kleuren van het licht reflecteert lijkt het witte, en als het alle kleuren van het licht uitzendt, lijkt doorzichtig of ondoorzichtig. Wanneer geconcentreerd zoutzuur is toegevoegd aan een oplossing van koper (II) ionen, vormt het een koper (II) chloride complex; Dit complex wordt groen weergegeven omdat het rode licht absorbeert.

Energie

Licht is energie in de vorm van elektromagnetische straling. De energie van een foton of deeltjes van licht wordt bepaald door de frequentie; hogere frequenties betekenen hogere energieën en vice versa. Rood licht heeft de laagste frequentie van licht in het zichtbare spectrum, terwijl violet licht de hoogste frequentie heeft. Een molecuul of complex ion zoals degene gevormd door koper en chloride kan alleen het absorberen van fotonen van het licht met energie gelijk aan het verschil tussen het molecuul/ion de huidige staat en een "geëxciteerde toestand" het in beslag kan nemen. Bijgevolg, het verschil tussen beschikbare energie niveaus voor moleculen/ionen in een stof bepaalt wat kleuren van licht zal absorberen en welke kleur het schijnt te zijn.

Complex Ion

In eerste instantie, in de water-oplossing heeft koper zes watermoleculen gebonden Dit water moleculen aanpak uit zes verschillende richtingen, zodat ze een octaëdrische complex vormen. (Neem een kijkje op de foto's onder de sectie bronnen om te zien wat dit eruit.) De elektronen op de metalen atom kunnen bestaan in regio's genoemd orbitalen. De ultraperifere orbitalen van het metaal-ion zijn type d orbitalen, en er zijn 6 van hen. Elektronen zijn negatief geladen en afstoten elkaar, zodat een elektron in een aantal d-orbitalen van het metaal-ion een hogere energie dan een elektron in anderen, hebben zal omdat sommige van de orbitalen direct bij de route waarlangs punt de water moleculen aanpak.

Absorptie

Het verschil in energie tussen de hoog-energetische d-orbitalen van het metaal-ion en de lage-energie d-orbitalen vertelt ons welke frequentie van licht het complex zal absorberen. Dit verschil wordt genoemd het veld splitsen. Sommige moleculen/ionen veroorzaken een groot gebied dan anderen, en in feite moleculen/ionen die zich binden aan metaal ionen kunnen worden gerangschikt op basis van het veld splitsen dat ze veroorzaken langs wat bekend als de spectrochemische reeks staat splitsen. Chloride is lager langs de spectrochemische reeks dan water, en de koper-chloride complex heeft ook een andere geometrie, zodat wanneer het chloride-ionen de watermoleculen aan formulier verdringen het koper-chloride complex, het veld splitsing vermindert. Dat is waarom de koper chloride complexe lage-energie rood licht absorbeert en wordt groen weergegeven, terwijl de koper-water complex hogere energie geel-oranje licht absorbeert en wordt blauw weergegeven.