Por que é azul sulfato de cobre?

Elétrons exibem dualidade onda-partícula, o que significa que eles têm ambas as propriedades wave-like e propriedades das partículas-like. O comportamento de um elétron em um átomo é descrito por uma equação de onda chamado função de onda. O quadrado da função de onda dá a probabilidade de que o elétron será encontrado em qualquer ponto particular, em qualquer dado momento. As funções de onda dos elétrons nos átomos também são chamados orbitais atómicas. Os químicos citar orbitais atómicas, utilizando um número para designar o nível de energia do orbital seguido de uma letra para designar o tipo de orbital. Para elementos no quarto período da tabela periódica ou acima, você só precisa se concentrar em três tipos de orbitais, ou seja, s, p e d. Para se ter uma sensação para a forma destes orbitais, consulte o link na seção de recursos.

O íon cobre em sulfato de cobre (II) perdeu dois elétrons, por isso tem uma carga +2. Ele tem nove elétrons em seu nível de energia mais externo ou shell- esses chamados valência elétrons todos ocupam orbitais 3d. As moléculas de água e os iões de sulfato são atraídos para a carga positiva do ião de cobre, de modo que elas se aproximam e organizar em torno dele numa configuração octaédrica. Consequentemente, dois dos cinco orbitais 3d do íon cobre alinhar ao longo dos eixos pelo qual os íons sulfato e moléculas de água aproximarem desde os elétrons nesses orbitais e os elétrons das moléculas / iões ambos têm carga negativa, eles se repelem. Em última análise, então, dois dos cinco orbitais 3d aumentaram energética estes são chamados os ex orbitais. Os outros três, por outro lado, diminuíram energia e são chamados os orbitais T2G.

Um fotão de luz irá ser absorvida pelo complexo de coordenação, se tiver uma energia equivalente à diferença entre o estado de um electrão ocupa agora e a energia de um outro estado de que dispõe. Por conseguinte, o complexo de sulfato de cobre pode absorver fotões de luz com energias equivalente à diferença de energia entre T2G e por exemplo orbitais. Quando isso acontece, a diferença de energia para o complexo de sulfato de cobre é igual à diferença em energia por fotões de luz na região do vermelho-laranja do espectro. Desde que a luz avermelhada é absorvida enquanto a luz azul é transmitida, o sulfato de cobre parece azul.

Quando o sulfato de cobre se dissolve em água, o cobre e iões sulfato dissociar. Agora o íon cobre forma um complexo octaédrico onde ele está cercado por seis moléculas de água. O efeito é ainda muito o mesmo, no entanto, porque a divisão entre orbitais T2G e ex orbitais neste novo complexo ainda é tal que a luz laranja-avermelhado é absorvido e você vê uma solução de cor azul.