为什么金属元素有不同的颜色
金属和它们的盐类,在灼烧时能产生不同的颜色。利用焰色反应,可以根据火焰的颜色鉴别碱金属元素的存在与否。这是因为当碱金属及其盐在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出。而放出的光的波长在可见光范围内(波长为
400nm~760nm),因而能使火焰呈现颜色。由于碱金属的原子结构不同,电子跃迁时能量的变化就不相同,就发出不同波长的光,所以放出光的颜色也就不同。焰色反应不是化学变化。
原因从宏观上来讲大致如“fool_20066002”所说
但微观解释有点牵强了
金属是由金属阳离子和大量的电子组成,当光子照射到这些电子上时,便会激发这些电子,使其成为激发态电子
这些受激电子向基态跃迁的时候便会向外放出特定能量的能量,通常是光子,由于E=hv,能量不同光的颜色也就不同了
因为每种金属的核外电子排布不同,因此不同金属的电子所能拥有的能级就不同
换而言之,相同的光射进去,却根据不同元素被分成了各种不同的小份反射出来……
有的是可见光,也就是我们看见的颜色,有的是非可见光,但总能量肯定是守恒的不仅仅是所谓的被吸收那么简单
射出来。不同波长的光有不同的颜色,被反射的光波是什么颜色的,物体就是什么颜色。如
三氧化二铬反射绿光,它就是绿色的,硫磺反射黄光,看上去就是黄色的。若物体将全部波
长的光都吸收,它就是黑色的,若全部都反射,则为白色。
当光照射到透明的物体上时,若全部波长的光线都能透过,则物体五色;若一部分吸收
一部分透过,则物体显示吸收光波长对应的颜色。
金属都是以金属键结合而成的金属晶体,金属原子以最紧密堆积状态排列,金属内部有
自由电子,它的运动范围是整块金属,当白光照到金属表面时,自由电子能吸收所有波长的
光,随即又反射出来,因此绝大多数金属(除金呈黄色、铜呈赤红、铯呈浅黄、铋为淡红、
铅为淡蓝以外)都呈现银白色光泽。
应该注意的是,金届的光泽只在整块时才能表现出来,粉末状时,除个别金属(例如镁
铝)外,大部分金属都呈灰色或黑色。
物体的颜色与确定的光波长相对应,而物体反射何种波长的光是由物体结构、相的组成、表面状况所决定。众所周知,铜是少数有颜色的金属之一,纯铜在约700毫微米波长有较高的反射率而呈现橙红。
举例,叶绿素,叶绿素的结构使它能够吸收除了绿光波长外的的红光、蓝光(叶绿素a/b各不同),白光通过叶绿素的结构后在一系列的生化反应后吸收红光蓝光作为能量,而绿光则被释放出来.
而对于过渡金属的配合物,首先是过渡金属的金属元素独特的原子结构,核外电子的结构不同于周期表其他的元素,这关系到后面空间建构的形成.
然后是配合物,不同的物质和过渡金属离子通过配位电子结合形成出的物质具有独特的的空间结构,这些独特的空间结构可以像棱镜一样将光进行折射,将不同波长的光分开,其中的一些波长的光被选择性的吸收,另一些光被释放出来,呈现出来,让人可以肉眼见到一些颜色.
对于金属原先就有的颜色,一般是指金属的反光,肉眼感觉为银色、金色、赤色等,准确的来说应该是金属光泽,这种光泽与金属晶体表面的金属排列有一些关系,与金属元素的原子结构也有以些关系,这与金属配合物的颜色没有什么关系.
可见光的波长为380~760nm,这一频段的电磁波能被人的视觉细胞所感知。视网膜上有四种不同的光感受器。红、绿、蓝视锥细胞,分别负责所对应波长范围的光线;视杆细胞,对全部弱光敏感。光波从物体发射或反射到眼底,特定视觉细胞受到刺激,就向大脑传送电信号(术语叫动作电位),由大脑进行归纳识别,产生色觉。大脑对颜色的判断依据为不同的视锥细胞兴奋度的差别。例如红光视锥细胞和绿光视锥细胞均有反应,红光视锥细胞更兴奋时为橙色,绿光视锥细胞更兴奋时为黄色。至于冷暖色等感受是人从经验中学习得来的,例如红色出现在火焰上、蓝色可以与海水联系起来等等。
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