過渡金屬水合離子為什麼有顏色

㈠ 有關高中化學顏色問題，常說的Fe2+是淺綠色，Fe3+是黃色是什麼意思，還有除了非金屬離子是否有顏色

（1）「Fe2+是淺綠色，Fe3+是黃色」是指包含有相應離子的水溶液的顏色。譬如氯化亞鐵FeCl2、硝酸亞鐵Fe(NO3)2、硫酸亞鐵FeSO4的水溶液均為淺綠色；而氯化鐵FeCl3、硝酸鐵Fe(NO3)3、硫酸鐵Fe2（SO4）3的水溶液均為淺綠色。
（2）非金屬離子雖然有顏色的比較少，但是同樣也是存在可以顯色的，譬如酚酞在酸性和中性溶液中為無色，在鹼性溶液中為紫紅色，極強酸性溶液中為橙色，極強鹼性溶液中無色。初中高中階段一般認為酚酞酚酞在酸性和中性溶液中為無色，在鹼性溶液中為紫紅色，不考慮極強酸性溶液中為橙色，極強鹼性溶液中無色的情況。
（3）金屬離子與非金屬離子顯色的原理不同：
過渡金屬元素的離子的顏色往往與它們擁有d軌道有關。用晶體場理論來講，金屬離子的d軌道能量發生變化，電子在不同能量的軌道內躍遷吸收能量導致了配合離子有顏色。所以離子顏色與離子種類、離子所在環境有關。
而大部分無機酸的中心原子是非金屬元素，它們沒有d軌道或d軌道全滿，所以絕大多數無機酸的酸根一般沒有顏色。有機酸的發色機理與無機酸不同（比如n→π躍遷），所以一些有機酸的酸根是可以有顏色的，比如酚酞就是一種有機酸，在鹼性條件下電離出H+後，酸根呈紅色。

㈡ 為什麼晶體場理論能解釋配合物顏色

本文主要解決兩個問題：一、為什麼過渡金屬離子在水中顯色，而其他金屬離子往往無色？二、為什麼不同過渡金屬離子在水中顯示不同顏色？即顯色的影響因素是什麼？

在水中顯色物質是金屬水合離子而非金屬離子本身。金屬離子在水中大多以水合離子的形式存在，水分子與金屬離子通過靜電引力作用形成配位鍵，從而使得金屬離子顯色實際上是水合離子顯色。

以配合物[公式] 為例，形成配合物使3d能級的五個軌道分立成能量高的2個（填充3個電子）和能量低的3個軌道（填充6個電子）。當可見光通過水溶液時，激發能量低的軌道中的一個電子躍遷到能量高的軌道中。與電子躍遷所需的能量對應的頻率恰好是黃光的頻率，可以理解為黃光被吸收，進而顯示出其互補色——藍色。而大部分非過渡元素離子，由於不具備未充滿的3d軌道，其價電子只能向原有的下一能級躍遷，而此時需要的能量是極大的，對應的電磁波的頻率超出人眼可見范圍，因此不顯示顏色。

配體究竟是通過什麼導致3d軌道分裂的，就需要用晶體場理論解釋了。晶體場理論簡單說就是在配合物中，由於配離子的存在對中心離子的3d軌道產生影響，使原本簡並的5個軌道分裂成不同能量的軌道。具體怎麼分，主要取決於中心離子的價態以及配體的種類和個數。

晶體場理論解釋過渡元素金屬離子在水中顯色問題。過渡元素離子由於具有d軌道而具有與其他金屬離子不同的性質，在顏色方面表現為在水中顯色。d軌道在水中受到配體的影響分裂成新的「能級」，此時處於的電子吸收白光中特定波長的光，克服分裂能躍遷到新產生的較高的能級中，從而顯示出該頻率對應的光的互補色，即人眼看到的顏色。分裂能比原來的能級間軌道低，這也是過渡元素離子顯色而其他不顯色的根因。

通過原理分析，決定元素顯什麼顏色的根本因素其實是分裂能。不同的金屬陽離子甚至同一陽離子的不同價態、不同的配體、不同的配體個數都會對d軌道的分裂產生不同影響，進而影響分裂能。例如[公式] 吸收紅光，呈藍綠色，而當其中的4個配體換成銨時，[公式] 吸收黃光，呈深藍色；[公式] 幾乎和[公式] 一樣呈現藍色，但[公式] 卻呈現藍紫色。

㈢ 為什麼過渡金屬離子有顏色

主族元素的金屬陽離子一般都無顏色.這是由於這些離子都具有 8個、18個或48 + 2 個電子外層的穩定結構,可見光難以使電子激發,所以無顏色.過渡元素的陽離子中大多數d軌道上有未成對的單個電子,這些單電子的激發態和基態的能量相差不大,一般可見光就能使它們激發,因而這類離子大都有顏色.
① 離子極化型化合物：陰、陽離子在自身電場的作用下產生誘導偶極,而導致離子的極化,即離子的正負電荷重心不再重合,從而使分子軌道中的基態和激發態間的能差發生變化.一般地,離子極化作用越強,化合物中的價電子越易吸收可見光的能量發生電子躍遷,從而加深化合物的顏色,如AgI、CuCl2、和PbS等.一般地,離子極化與化合物顯色關系可總結為：(Ⅰ)當陽離子相同時,陰離子的變形性越強,所形成的化合物的顏色越深（如鹵化銀）；(Ⅱ)當陰離子相同時,陽離子的極化力越強,化合物越易顯深色（如氧化物）.
② 結晶水化合物：部分化合物常含有結晶水,而且不含結晶水的鹽與含結晶水的鹽的顏色往往會不同,可見含結晶水的化合物的顏色主要由物質本身與結晶水兩個因素共同決定.常見的結晶水化合物主要有以下三類：(Ⅰ)當物質為無色晶體,其陽離子為穩定的稀有氣體元素構型,則形成的結晶水化合物的鹽表觀上大多為白色,但其鹽溶於水後常為無色溶液,如皓礬和明礬等；(Ⅱ)當物質為白色,但其陽離子為過渡元素離子（且含有成單d電子）,則形成的結晶水合物的鹽的水溶液的顏色與過渡元素的水合離子的顏色相近,如綠礬和膽礬等；（Ⅲ）當物質本身帶有一定的顏色,則形成的結晶水化合物的顏色一般會發生改變,如Cr2(SO4)3為桃紅色,而Cr2(SO4)3·6H2O為綠色.

㈣ 離子有顏色的原因

當人們來到化學實驗室的時候，常常會被五顏六色的化學試劑所吸引。硫酸銅溶液發出了漂亮的藍色，重鉻酸鉀溶液就像熟透了的桔子一樣橙紅，高錳酸鉀溶液顯深深的紫色，二氧化鈷溶液的粉色卻十分清淡，三價鐵鹽總是一幅黃褐色的面孔……真是五彩繽紛，光彩奪目。

這些離子的顏色是怎樣產生的呢？

離子是否能顯色，跟它能否吸收可見光有關，而能否吸收可見光，則取決於離子的電子層結構。如果核外的電子亞層都處於充滿狀態，即沒有未配對電子時，結構比較穩定，不易接受光能的激發，不易吸收可見光，是無色的。上面提到的那些過渡金屬離子的電層結構，卻不那麼穩定，一般都含有一個未充滿的d亞層，有數目不等的未配對的電子。這些不穩定的電子易受光的激發，而發生躍遷，也就是吸收和反射某些波長的可見光，顯示了不同的顏色。

其中，離子的顏色變化多端，與不同負離子結合時顯出不同的顏色，如溶液中Mn2+為淺粉色，但Mn(OH)2呈白色，FeO和FeS則呈黑色。這里有一定的規律，一般來說，負離子的半徑愈大，外圍電子愈鬆弛，形成的化合物或原子團顏色就愈深。

除了負離子可以影響過渡金屬離子的顯色，水分子也有一定的影響。硫酸銅的晶體或溶液顯漂亮的藍色，可是，當我們把藍色的硫酸銅晶體放在試管里加熱時，那漂亮的藍色會逐漸消失，同時，產生的水汽遇冷變成液態便從試管口滴了下來，就像是為失去漂亮的顏色而流下的淚水。此時，試管里留下來的只是白色粉末。

不僅水分子的存在會影響顏色的顯示，水分子數目的多少也有顯著的作用。例如，氯化鈷結晶體，在常溫下是CoCl2.6H2O，呈粉紅色；加熱至52℃以上失水，就成為紫紅色的CoCl2·2H2O。繼續加熱到90℃，變為藍紫色的CoCl2·H2O，再加熱會全部失水，而成為藍色的CoCl2。

㈤ 金屬為什麼變成離子會顯示不同色

這個不是一兩句話可以講清的，我簡單講下。1、離子的價態不同，顏色不同，不同化合價，離子的能量不同，顯示出來的顏色不同，比如二價鐵在水中是綠色的，三價鐵是黃色的2、一般過渡周期金屬才有顏色，因為過渡周期金屬離子一般有空軌道，在水溶液中可以形成水合離子，比如硫酸銅在水中形成水合銅離子，顯示藍色。3、離子的狀態有關，固體氧化銅中的銅離子是黑色的，而水溶液中的銅離子是藍色的。4、離子存在的環境有關，比如鉻酸根在鹼性條件下是黃色的，酸性條件下是橙色的。 求採納