Цвет химикатов

Цвет химикатов - это физическое свойство химикатов, которое в большинстве случаев происходит из-за возбуждения электронов из-за поглощения энергии химическим веществом. Глаз видит не поглощенный цвет, а дополнительный цвет от удаления поглощенных длин волн. Эта спектральная перспектива была впервые отмечена в атомной спектроскопии.

Изучение химической структуры посредством поглощения и выделения энергии обычно называется спектроскопией.

• 1 Теория
• 2 Цвета по длине волны
• 3 По категории
• 4 Примеры
  • 4.1 Соли
  • 4.2 Ионы в пламени
  • 4.3 Газы
    • 4.3.1 Испытания шариками
• 5 Ссылки

Все атомы и молекулы способны поглощать и выделять энергию в виде фотонов, сопровождаемых изменение квантового состояния. Количество поглощенной или высвобожденной энергии - это разница между энергиями двух квантовых состояний. Существуют различные типы квантовых состояний, включая, например, вращательные и колебательные состояния молекулы. Однако выделение видимой человеческим глазом энергии, обычно называемой видимым светом, охватывает длины волн приблизительно от 380 нм до 760 нм, в зависимости от человека, и фотоны в этом диапазоне обычно сопровождают изменение атомного или молекулярное орбитальное квантовое состояние. Восприятие света регулируется тремя типами цветовых рецепторов в глазу, которые чувствительны к различным диапазонам длин волн в этом диапазоне.

Связь между энергией и длиной волны определяется уравнением:

$E\; =\; hf\; =\; hc\; \lambda \; \{\backslash \; displaystyle\; E\; =\; hf\; =\; \{\backslash \; frac\; \{hc\}\; \{\backslash \; lambda\}\}\; \backslash ,\; \backslash !\}$

где E - энергия кванта (фотона ), f - частота световой волны, h - постоянная Планка, λ - длина волны, а c - скорость света.

Отношения между энергиями различных квантовых состояний рассматриваются с помощью атомной орбитали, молекулярной орбитали, Теория поля лигандов и Теория кристаллического поля. Если фотоны определенной длины волны поглощаются веществом, тогда, когда мы наблюдаем свет, отраженный от этого вещества или проходящий через него, мы видим дополнительный цвет, составленный из оставшихся видимых длин волн. Например, бета-каротин имеет максимальное поглощение при 454 нм (синий свет), следовательно, то, что остается видимым светом, кажется оранжевым.

Ниже представлена ​​приблизительная таблица длин волн, цветов и дополнительных цветов. При этом используются научные цветовые круги CMY и RGB вместо традиционного цветового круга RYB.

Это можно использовать только в качестве очень приблизительного ориентира, например, если поглощается узкий диапазон длин волн в диапазоне 647-700, тогда синие и зеленые рецепторы будут полностью стимулироваться, делая голубой, а красный рецептор будет частично стимулироваться, разбавляя голубой до сероватого оттенка.

Подавляющее большинство простых неорганических (например, хлорид натрия ) и органических соединений (например, этанол) бесцветны. Соединения переходных металлов часто окрашиваются из-за переходов электронов между d-орбиталями разной энергии. (см. Переходный металл # Цветные соединения ). Органические соединения имеют тенденцию к окрашиванию при обширном конъюгации, вызывающем уменьшение энергетической щели между ВЗМО и НСМО, переводя полосу поглощения из УФ в видимую область. Точно так же цвет возникает из-за энергии, поглощаемой соединением, когда электрон переходит от ВЗМО к НСМО. Ликопин является классическим примером соединения с обширной конъюгацией (11 конъюгированных двойных связей), дающей интенсивный красный цвет (ликопин отвечает за цвет помидоров ). Комплексы с переносом заряда имеют тенденцию к очень интенсивному цвету по разным причинам.

Однако важно отметить, что цвета элементов будут варьироваться в зависимости от того, с чем они входят в комплекс, а также от их химического состояния. Пример с ванадием (III); VCl 3 имеет характерный красноватый оттенок, тогда как V 2O3выглядит черным.

Соли

Предсказать цвет соединения может быть чрезвычайно сложно. Вот некоторые примеры:

• Хлорид кобальта имеет розовый или синий цвет в зависимости от степени гидратации (синий сухой, розовый с водой), поэтому он используется в качестве индикатора влажности в силикагеле.
• Оксид цинка белый, но при более высоких температурах становится желтым, превращаясь в белый при охлаждении.

Цвета различных солей

Название	Формула соответствующих солей.	Цвет	Изображение
	Cr (OH) 3	зеленый
сульфат меди (II) (безводный)	CuSO 4	белый
пентагидрат сульфата меди (II)	CuSO 4 · 5H 2O	Синий
	Cu (C 7H5O2)2	Синий
Хлорид кобальта (II)	CoCl 2	Темно-синий
Гексагидрат хлорида кобальта (II)	CoCl 2 · 6H 2O	Глубокий пурпурный
	MnCl 2 · 4H 2O	Розовый
	CuCl 2 · 2H 2O	Сине-зеленый
	NiCl 2 · 6H 2O	Зеленый
Иодид свинца (II)	PbI 2	Желтый

Ионы в пламени

Газы

Испытания на шариках

Разные цвета, часто похожие на цвета, обнаруженные при испытании пламенем, получаются при испытании шариков, ch - качественный тест для определения металлов. платиновую петлю смачивают и погружают в тонкий порошок рассматриваемого вещества и буры. Затем петлю с прилипшими порошками нагревают в пламени до тех пор, пока она не расплавится, и не будет наблюдаться цвет полученного шарика.