过渡金属离子颜色
李蔚妮 成慧明 刘 玥 郑 萃
我们处在五彩缤纷的世界里，绚丽的大自然往往让我们惊叹不已。这一切的颜色的由来，自然是由于各种化合物丰富多彩的颜色的组合。而在有色化学物质家族中，无机金属离子无疑是里面最大的一个旁支。本文讨论几种有趣的使无机金属离子的化合物的颜色转变的方法。
一、物质显色机理
处在低能级的电子吸收某个波段的光向高能级跃迁，如果吸收的光波恰好在可见光区，则物质显出吸收光颜色的互补色。这就是化合物具有千千万万颜色的根本原因。所以要改变物质颜色，从根本上说是要改变某原子或离子的电子排布。
颜色是一种感觉，是人眼对一定波长范围的光的感性辨识。其本质是光，更本质一点说是能量。
各色光对应的电磁波长（单位：nm ）：
紫色：400-430，蓝色：430-480，青色：480-500，绿色：500-560，黄色：560-590 橙色：590-620，红色：620-760；
物质之所以能够呈现出颜色是因为它们能够选择性地吸收并发射出某特定波长的电磁波，当这种电磁波的波长处在一定范围中时就会显出相应的颜色。
组成物质的分子（离子、原子）中，电子在一定的轨道范围内运动，而这种运动并不是十分稳定的，因为不同轨道的电子所具有的能量不同，电子随时可能吸收能量从低能轨道进入高能轨道，或是放出能量从高能轨道进入低能轨道，这种电子跃迁中的能量变化以电磁波的形式表现出来，其频率（υ）和两轨道能量差（E 1-E 2=ΔE ）的关系：
21=
E E h υ? 即：E h υ?=
h c E λ?=? 其中，h 是普朗克常量：6.63?10-34 J ?s -1，c 为光速：3.0?108 m ?s -1.
而我们通常所谓的物质的颜色，是指在自然光（太阳光，可看作是连续电磁波）的照射下，电子吸收某波长的光（即吸收光子能量），跃至高能轨道，然后又迅速发射出某波长的光（即光子携带其放出的能量），回到低能轨道，所产生的混合效应：
若物质吸收光能后所发射的光在可见光范围内，此时物质的颜色，就应该是物质吸收的入射光的补色与发射光的混合色。若发射的光不在可见光范围内，则物质的颜色就决定于物质吸收入射光的补色（补色：在自然光中，去掉某一色光而产生的颜色称为反色。例如：黄的补色是蓝，橙的补色是青等。）；若此时物质吸收的入射光的补色不在可见光范围内，则显白色。
二、过渡金属离子成色原因
一般来说，未成对的电子相对于成对电子更容易吸收能量发生跃迁，因此我们遇到的大多数有色物质都是含有未成对电子的，如Fe 3+，Cu 2+等。另一方面，由于有相当一部分物质的电子跃迁所产生的电磁波在可见光范围之外，因此往往表现为无色透明或是白色。而我们注意到过渡金属离子具有丰富的颜色，因为它们正好同时符合上述两个条件：
含有未成对的电子
d电子轨道能级分裂后的轨道间能量差正好落在可见光能量范围之内
常见的过渡金属离子往往以配合物的形式存在，水合物、氨合物、氰合物等等。它们在形成配合物的过程中常常伴随着d轨道能级分裂，这与配合物的构型、配体本身的性质有关。
d电子本来有五个能量相等的轨道：d xy d yz d zx d x2-y2 d z2。其中前三个与坐标轴成45度夹角，d x2-y2在x-y平面上并与坐标轴方向一致，d z2成带环哑铃状，延z轴延伸。这五种轨道在形成配合物的过程中会不同程度的受到配体的影响与限制。例如：考虑配位数为6的八面体配位构型水合物，由于配体正好位于中心离子的三个坐标轴方向上，即与d x2-y2 d z2的延展方向相冲突，那么中心离子的这两个d轨道受到配体负电荷的斥力，能量升高明显；而另外3个d轨道方向与配体相错开，能量变化相对d x2-y2 d z2要小得多；于是中心离子的d轨道就能级分裂为两组：相对高能的d x2-y2d z2，和相对低能的d xy d yz d zx，而他们的能量差（约在1.99?10-19J和5.96?10-19J之间）能够部分落在可见光范围（5.5?10-19和3.0?10-19之间）内。d电子很容易在这两组轨道间跃迁，而产生人眼能感觉到的色光。
三、过渡金属离子化合物颜色差异与改变
常见的过渡金属离子颜色产生差异的原因有以下几种：
1、金属原子种类不同
2、金属原子种类相同而价态不同
3、金属离子的配体不同
4、金属离子的配位方式不同
5、形成金属－金属键
本文重点讨论通过改变过渡金属离子的价态和配体的配位方式来改变金属离子的颜色。
1、改变金属离子价态
我们熟知一些水合离子的颜色会随价态改变而改变。如Fe(H2O)62+为淡绿色，而Fe(H2O)63+为淡紫色。
同种元素在同一化合物中存在不同氧化态时，这种混合价态的化合物常呈现颜色，而且该化合物的颜色比相应的单一价态的化合物的颜色深。在酸中向CuCl2（绿色）溶液加入铜屑加热可以获得无色的CuCl溶液，然而在反应过程中由于存在Cu(I)[CuCl3]中间体（如[Cl －Cu－Cl－CuCl2(H2O)]－）而使溶液一度出现棕褐色的现象。此外，由AuCl（淡黄）和AuCl3（红）形成的Au[AuCl4]（暗红），由反式Pt(NH3)2Br2（黄）和反式Pt(NH3)2Br4（橙）组成的[Pt(NH3)2Br3]2（黑），Fe3+(淡紫)和[Fe(CN)6]4—(黄色)组成的KFe[Fe(CN)6](蓝)等所形成的混合价化合物都有较深的颜色。这种现象已经被一种叫“荷移跃迁”的理论所解释。
我们再来看复杂一些的情况（如图1）：
图1
这是一个复杂的配合物，曾经被用来做分子开关。当铜为二价时，填充在A的位置，为平面正方形配位，此时化合物呈现出蓝紫色。当它被还原为一价的时候，会自动移至更适合它的B位置，为四面体配位。此时化合物呈现出砖红色。金属离子的价态的改变，造成了分子构型的改变，改变了分子共轭形态，从而改变了颜色。
2、改变金属离子的配位方式
在晶体中，常常可以看见由于晶型的改变而引起的晶体颜色的变化。如在水溶液中新沉淀的Co(OH)2是一种蓝色无序的沉淀，放置或加热都可以使它变成具有水镁石[Mg(OH)2]结构的粉红色晶体。在粉红色晶体中，Co原子被6个氢氧根离子包围。蓝色变体比较无序，其结构尚未弄清楚，但是可以肯定，Co原子的配位形态已经发生了改变，从而使固体颜色发生的变化。
在晶体中还有一种比较奇怪的现象，称作晶体的不定比性和超结构，往往也引起奇怪的颜色的变化。这也可以算是配位形态的变化。如常见的NaCl晶体，它本身就有不定比性，即NaCl晶体中钠离子与氯离子的比并非严格地是一比一。通常NaCl是缺氯的。虽然缺得极少，但当把透明的NaCl晶体放在钠蒸气中加热时，微量钠进入间隙位置，晶体呈黄色，体积略有膨胀。在加入钠以后，钠上的电子进入负离子空位而本身变为阳离子。换言之，大多数钠离子对应于氯离子，而少数钠离子对应于一些带有电子的空位，这就形成了钠离子过剩型不定比化合物（如图2）。在负离子空位上的电子与氯离子上的电子不同，无核电荷束缚，能吸收某波长的光而使晶体带色。在NaCl中，晶体呈黄色。而在KCl中，晶体呈深蓝色。
图2
在溶液中同样也有类似的情况。虽然要使同一配体和同一价态的金属离子的配位形态改变，在溶液中并不易做到，但科学里一切都有可能发生。有人发现了下面一个例子（如图3）：
图3
这个例子很巧妙地只利用溶液酸碱度的改变，就达到了改变配位形态而改变颜色的目的。在酸性较强的溶液中，离芳环近的一个胺基氢合而失去配位能力，Ni(II)呈现平面正方形配位，呈黄色。增大溶液pH值，Ni(II)变为正八面体配位，颜色也相应变为蓝紫色。
下面一个例子给出了更精确的转变pH值（如图4）。
图4
这类似于上面的那个复杂的铜配合物，配体有两个空位，区别是这里位移的条件不是改变价态而是改变pH值。在近中性的环境下，Ni(II)为八面体配位，呈现出灰紫色；随着pH 值的增大，酰胺基上的氢被夺走，整个酰胺基参与配位，NI(II)为四面体配位，呈现出亮黄色。共轭形态的改变，引起了颜色的改变。
下面一例是综合两种条件的改变，即价态的变化和配位形态的变化，而引起的颜色的改变（如图5）。三价铁在较碱性条件下为氧八面体配位，呈现出土黄色；用还原剂把铁还原至二价，同时增加酸度，则为氮八面体配位，呈现出红紫色。
图5
更多奇妙的转变颜色的方法还有待我们进一步的研究和探索。
参考文献：
（1）Acc.Chem.Res,34，2001
（2）黄佩丽，《无机元素化学实验现象剖析》，北京师范大学出版社，1987
（3）谢高阳、俞练民、刘本耀等，《无机化学丛书》第九卷1ed，科学出版社，1996 （4）钱逸泰，《结晶化学导论》2ed，中国科学技术大学出版社，1999
（5）武汉大学、吉林大学等校编，《无机化学》3ed，高等教育出版社，1998
（6）王玉湘、任引哲，《物质的颜色与结构》1ed，北京师范大学出版社，1991
重金属离子污染 水体重金属离子污染是指含有重金属离子的污染物进入水体对水体造成的污染。矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的重金属废水（含有铬、镉、铜、汞、镍、锌等重金属离子）是对水体污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。废水中的重金属是各种常用水处理方法不能分解破坏的，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理化学状态。因此，重金属废水应当在产生地点就地处理，不同其他废水混合。如果用含有重金属离子的污泥和废水作为肥料和灌溉农田，会使土壤受污染，造成农作物中及进入水体后造成水生生物中重金属离子的富集，通过食物链对人体产生严重危害。 镉:自1995年起，居住在日本富山市神通川下游地区的一些农民得了一种奇怪的病。得病初期，患者只感到腰、背和手足等处关节疼痛，后来发展为神经痛。患者走起路来像鸭子一样摇摇摆摆，晚上睡在床上经常痛得直喊“痛……”因此这种病被称为“痛痛病”，又称为“骨痛病”。得了这种病，人的身高缩短，骨骼变形、易折，轻微活动，甚至咳嗽一声，都可能导致骨折。一些人痛不欲生，自杀身亡。经过调查，造成这种骨痛病的原因是神通川上游的炼锌厂长年累月排放含镉的废水，当地农民长期饮用受到镉污染的河水，并且食用此水灌溉生长的稻米，于是镉便通过食物链进入人体，在体内逐渐积聚，引起镉中毒，造成“骨痛病。 汞: 五十年代初期，在日本九州熊本县水俣镇，由于人食用受甲基汞毒害的鱼类而导致甲基汞中毒，导致中毒者283人，其中60人死亡。症状：口齿不清、步履不稳、面部痴呆进而耳聋眼瞎、全身麻木，最后精神失常，身体弯曲至死亡。其产生的原因是由于工厂生产氯乙烯和醋酸乙烯时采用氯化汞、硫酸、催化剂，把含有机汞的废水、废渣排入水俣湾，使鱼、贝壳类受污染。 锰: 四十多年前，日本有个村庄发生了一起可怕的集体“发疯”事件，有16个村民突然一起“发疯”了。这些“疯子”一会儿哭哭啼啼，一会儿又哈哈大笑；发作时两手乱摇，颤抖不止，而下肢发硬直，如此反复发作，直至“疯死”。这起集体“发疯”事件经多方研究调查，发现这些人喝的是同一口水井中的水，考察水井，又在旁边挖出了大量废旧、破烂的干电池。原来这是水井的水受干电池中某些有害成份污染而造成的。据环境科学研究表明，废旧干电池中的锌、二氧化锰等成分长期埋在地下，会
1、锂标准溶液的配制方法 （1）称取6.1078g无水氯化锂或7.9202g硫酸锂，溶于少量水中，移人1000m1容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1ml含有1mg锂。 （2）称取5.3228g碳酸锂，加水约150ml，缓慢加入盐酸(10%)至溶解完全，煮沸除去二氧化碳，冷却后移人1000mI容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1ml含有1mg锂。 2、钠标准溶液的配制方法 称取2.5421g氯化钠(预先在400一450℃灼烧至恒量，无爆裂声，冷却至室温后使用)或2. 3051g无水碳酸钠．溶于少量水后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1ml含有1mg钠。 3、钾标准溶液的配制方法 称取1.9068g氯化钾(预允在400一500℃灼烧至恒量，无爆裂声，冷却至室温后使用)，于300ml锥形瓶中，溶于少量水后，移人l000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液lmI含有lmg钾。 4、铷标准溶液的配制方法 称取1.4148g氯化铷(在110℃烘干过)或1.5620g硫酸铷，溶于少量水后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1m1合有1mg铷。 5、铯标准溶液的配制方法 称取1.26675g氯化铯(在110℃烘干过)或1.40886g硫酸铯，溶于少量水后，移入1000ml 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1m1合有1mg铯。 6、铜标准溶液的配制方法 （1)称取1.0000g金属铜，加入20ml硝酸(1十1)，低温加热溶解并蒸发至近干，再加入1 0m1硫酸(1十1)，小心继续蒸发至冒白姻，冷却后加水浸取，待盐类全部溶解，冷却后移入1000ml容量瓶中，用水稀释到刻度，摇匀。此溶液1ml含有1mg铜。 （2）称取3.9281g硫酸铜(CuSO45H 2O)溶于少量水中，滴入几滴硫酸(1十1)，移人10 00ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1ml含有1mg铜。 7、银标准溶液的配制方法
过渡金属离子颜色 李蔚妮 成慧明 刘 玥 郑 萃 我们处在五彩缤纷的世界里，绚丽的大自然往往让我们惊叹不已。这一切的颜色的由来，自然是由于各种化合物丰富多彩的颜色的组合。而在有色化学物质家族中，无机金属离子无疑是里面最大的一个旁支。本文讨论几种有趣的使无机金属离子的化合物的颜色转变的方法。 一、物质显色机理 处在低能级的电子吸收某个波段的光向高能级跃迁，如果吸收的光波恰好在可见光区，则物质显出吸收光颜色的互补色。这就是化合物具有千千万万颜色的根本原因。所以要改变物质颜色，从根本上说是要改变某原子或离子的电子排布。 颜色是一种感觉，是人眼对一定波长范围的光的感性辨识。其本质是光，更本质一点说是能量。 各色光对应的电磁波长（单位：nm ）： 紫色：400-430，蓝色：430-480，青色：480-500，绿色：500-560，黄色：560-590 橙色：590-620，红色：620-760； 物质之所以能够呈现出颜色是因为它们能够选择性地吸收并发射出某特定波长的电磁波，当这种电磁波的波长处在一定范围中时就会显出相应的颜色。 组成物质的分子（离子、原子）中，电子在一定的轨道范围内运动，而这种运动并不是十分稳定的，因为不同轨道的电子所具有的能量不同，电子随时可能吸收能量从低能轨道进入高能轨道，或是放出能量从高能轨道进入低能轨道，这种电子跃迁中的能量变化以电磁波的形式表现出来，其频率（υ）和两轨道能量差（E 1-E 2=ΔE ）的关系： 21= E E h υ? 即：E h υ?= h c E λ?=? 其中，h 是普朗克常量：6.63?10-34 J ?s -1，c 为光速：3.0?108 m ?s -1. 而我们通常所谓的物质的颜色，是指在自然光（太阳光，可看作是连续电磁波）的照射下，电子吸收某波长的光（即吸收光子能量），跃至高能轨道，然后又迅速发射出某波长的光（即光子携带其放出的能量），回到低能轨道，所产生的混合效应： 若物质吸收光能后所发射的光在可见光范围内，此时物质的颜色，就应该是物质吸收的入射光的补色与发射光的混合色。若发射的光不在可见光范围内，则物质的颜色就决定于物质吸收入射光的补色（补色：在自然光中，去掉某一色光而产生的颜色称为反色。例如：黄的补色是蓝，橙的补色是青等。）；若此时物质吸收的入射光的补色不在可见光范围内，则显白色。 二、过渡金属离子成色原因 一般来说，未成对的电子相对于成对电子更容易吸收能量发生跃迁，因此我们遇到的大多数有色物质都是含有未成对电子的，如Fe 3+，Cu 2+等。另一方面，由于有相当一部分物质的电子跃迁所产生的电磁波在可见光范围之外，因此往往表现为无色透明或是白色。而我们注意到过渡金属离子具有丰富的颜色，因为它们正好同时符合上述两个条件：
常见过渡金属离子及化合物颜色: 一.铜副族(IB)： 1.1铜化合物：焰色绿；CuF 红；CuCl 白↓；CuBr 黄↓；CuI 棕黄↓；CuCN 白↓；Cu2O 暗红；Cu2S 黑；CuF2 白；CuCl2 棕黄(溶液黄绿)；CuBr2 棕；Cu(CN)2 棕黄;CuO 黑；CuS黑↓；CuSO4 无色；CuSO4·5H2O 蓝；Cu(OH)2 淡蓝↓；Cu(OH)2·CuCO3 墨绿；[Cu(H2O)4]2+蓝；[Cu(OH)4]2‐蓝紫；[Cu(NH3)4]2+ 深蓝；[CuCl4]2‐黄；[Cu(en)2]2+ 深蓝紫；炔铜红↓. 1.2 银化合物：AgOH 白(常温分解)；Ag2O 黑；新制AgOH 棕黄(混有Ag2O)；蛋白银(AgNO3 滴手上) 黑↓；AgF 白；AgCl 白↓；AgBr 淡黄↓；AgI 黄↓(胶体)；Ag2S 黑↓；Ag4[Fe(CN)6]白↓；Ag3[Fe(CN)6] 白↓；Ag+,[Ag(NH3)2]+,[Ag(S2O3)2]3‐,[Ag(CN)2]‐无色. 1.3 金化合物：HAuCl4·3H2O 亮黄晶体；KAuCl4·1.5H2O 无色片状晶体；Au2O3 黑； H[Au(NO3)4]·3H2O 黄色晶体；AuBr 灰黄↓；AuI 柠檬黄↓. 二.锌副族(IIB)： 2.1 锌化合物：ZnO 白(锌白颜料)↓；ZnI2 无色；ZnS 白↓；ZnCl2 白色晶体(溶解度极大, 水溶液酸性). 2.2 镉化合物：CdO 棕灰↓；CdI2 黄；CdS 黄(镉黄颜料)↓；HgCl2(升汞) 白色；HgNH2Cl 白↓；Hg2Cl2(甘汞) 白↓. 2.3 汞化合物：HgO 红(大晶粒)或黄(小晶粒)↓；HgI2 红或黄(微溶)；HgS 黑或红↓； Hg2NI·H2O 红↓；Hg2(NO3)2 无色晶体. 2.4 ZnS 荧光粉：Ag 蓝；Cu 黄绿；Mn 橙. 三. 钪副族(IIIB)：略 四.钛副族(IVB)： 4.1 钛化合物：Ti3+ 紫红；[TiO(H2O2)2]2+ 橘黄；H2TiO3 白色↓；TiO2 白(钛白颜料)或 桃红(金红石)↓；(NH4)2TiCl6 黄色晶体；[Ti(H2O)6]Cl3 紫色晶体；[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O 绿色晶体；TiCl4 无色发烟液体. 4.2 锆、铪：MO2,MCl4 白. 五. 钒副族(VB)： 5.1 钒化合物：V2+ 紫；V3+ 绿；V4+ 蓝；V5+ 黄；VO 黑；V2O3 黑；VO2 黄；V2O5 黄或 砖红；水合V2O5 棕红；饱和V2O5 溶液(微溶) 淡黄. VO4^3‐黄。 5.2 钒酸根缩聚：随着V 原子个数的增多，由浅黄——〉深红. 5.3 铌、钽：略. 六.铬副族(VIB)：
金属离子与血清白蛋白的相互作用 一、实验目的： 测定过渡金属离子对蛋白质功能的影响 二、实验原理： 金属离子在许多生命过程中发挥关键作用，研究金属离子与蛋白质的结合作用是生命科学的重要内容，是化学和生命科学研究的前沿领域。血清白蛋白是哺乳动物血浆中含量最丰富的蛋白质，它能够储存和转运众多的内源性和外源性物质。由于血清白蛋白在生理上的重要性和易于分离、提纯，从上世纪50年度（国内80年代末）开始，人们对血清白蛋白与金属离子（和药物分子等）的相互作用展开了大量研究，以期在分子水平上揭示相关生命过程的奥秘。 许多蛋白质含有金属离子，金属离子对蛋白质发挥生物学功能起着关键性的作用。在人体基因组编码的蛋白质中，超过30%的蛋白质含有一个或多个金属离子；所有酶中，超过40%的蛋白质含有金属离子，它们在生命活动过程中发挥着各样的生物学功能。许多人类的疾病与金属离子-蛋白质的异常相互作用相关。 目前用于研究金属离子与蛋白质相互作用的研究方法主要有：（1）紫外-可见吸收光谱法；（2）荧光光谱法；（3）平衡透析法；（4）毛细管电泳法；（5）电泳法等。 （一）紫外-可见光谱法 蛋白质通常有3个明显不同的紫外吸收带：（1）210nm以下的吸收来自肽键的吸收以及许多构象因素；（2）210-250nm为芳香族和其他残基的吸收、某些氢键的吸收、与其他构象和螺旋相关的相互作用等多种因素；（3）250-290nm附近为芳香族的残基，其中酪氨酸残基在278nm（Tyr，260-290nm）附近有强吸收，色氨酸残基（Trp）在290nm附近有强吸收，而苯丙氨酸（Phe，250-260nm）的吸收较弱。外界因素如溶剂极性以及pH等会影响吸收光谱。 当金属离子与蛋白质结合时，蛋白质或金属离子吸收光谱的强度或者谱带位置会发生变化，可分为两种情况：（1）蛋白质微扰的金属离子光谱变化，可以推断金属离子的配位环境；（2）金属离子微扰的蛋白质光谱变化，可以推断生色基微环境及蛋白质结构的变化。通过对光谱的比较分析和计算，可以推断金属离子与蛋白质的结合情况。若蛋白质的吸收峰增强，则可认为小分子进入蛋白质的疏
水中金属染色的影响
染色用水中的金属(铁锈等)或金属离子如果含量超标，就会影响染色质量，达不到规定的色相要求。引起色相变化的主要原因有： 1.金属离子-染料结合 金属离子-染料的结合引起色相变化 2.染浴中的金属离子化或金属离子氧化还原反应时染料的还原分解 Fe → Fe3+ + 3e Fe2+ → Fe3+ + e 3.染浴中金属离子与分散剂作用 影响染料的分散稳定性，降低上染率。 易发生金属离子-分散染料结合的染料只占少数。比如蒽醌染料。其中蒽醌类鲜红色染料，由于金属离子-分散染料结合，使色相由红转为红中带蓝。 金属离子-染料结合程度与金属离子的种类有关。Fe2+、Fe3+、Cu2+对染料影响较大。Mg2+、Ca2+对染料的影响虽然较小，但是，当浓度较高时也会对染色产生不良影响。 在染色时，为了防止金属离子的影响，可并用金属螯合剂。对于Fe2+、Fe3+、Cu2+可选用在酸~中性染浴中有效的含EDTA或NTA的金属螯合剂。而对 Mg2+、Ca2+一般可使用聚羧酸类金属螯合剂。 但是，伴随着金属离子化而产生的还原反应，用金属螯合剂是无法解决的，必须另想办法解决。 染浴中如果含有铁粉，Fe离子化成Fe2+ 或Fe3+时产生还原性，离子被金属螯合剂螯合。比如Fe2+与金属螯合剂结合后：Fe2+-EDTA=Fe3+-EDTA+e，因此仅使用金属螯合剂是无法防止还原的。 使用氧化剂能有效防止还原影响，但是剂量得适当。染浴Fe2+含有量为500ppm时，添加1g/L的氯酸钠即可。如果用量过多，氯酸纳的氧化性会对染料产生不良影响，因此不希望使用氯酸纳。金属含量较少时，可使用间硝基苯磺酸纳(Sodium Metanitro benzne Sulfonate)等防止还原。 酸性染浴易引起铁粉或Fe2+等的还原分解。由还原分解引起的不良影响请看下表所示例子。 实际上，由助剂引起的还原分解在日常生产中较为常见。在使用易受影响的染料染色时，建议并用没有还原分解反应的助剂。
金属离子对酶活性的影响 实验目的：1、了解金属离子对酶活性的影响； 2、掌握不同金属离子对酶活性作用结果的测量方法 实验原理： 酸性磷酸酯酶广泛分布于动物和植物中，植物的种子、霉菌、肝脏和人体的前列腺中。它对生物体核苷酸、磷蛋白和磷脂的代谢，骨的生成和磷酸的利用，都起着重要作用。磷酸酶是一种能够将对应底物去磷酸化的酶，通过水解磷酸单酯将底物分子上的磷酸基团除去，并生成磷酸根离子和自由的羟基。磷酸酶的作用与激酶的作用正相反，激酶是磷酸化酶，可以利用能量分子，如ATP，将磷酸基团加到对应底物分子上。 本实验选用绿豆芽作材料，从中提取酸性磷酸酯酶。以人工合成的对硝基苯磷酸酯（NPP）作底物，水解产生对硝基苯酚和磷酸。在碱性溶液中，对硝基酚盐离子在405nm处光吸收强烈，而底物没有这种特性。凡是能提高酶活性的物质统称为酶的激活剂。无机离子和一些金属离子对酶有激活作用，可以作为酶的激活剂。其中钾离子是酸性磷酸酯酶的一种激活剂，它在酶与底物之间起了桥梁作用，形成了酶—金属离子—底物三元复合物，从而更有利于底物与酶的活性中心部位的结合。而氯离子和钠离子对酸性磷酸酯酶的活性
没有什么影响.一些重金属离子如铜离子，对酶活性具有抑制作用。 实验用品： 1、仪器：恒温水浴箱、试管架、试管、分光光度计、 比色皿、吸头、滴管、移液枪、移液管 2、试剂：1.2mmol/L NPP 100ml 、0.3mol/L NaOH 250ml 、酸性磷酸酯酶、pH5.0的柠檬酸缓冲液 1000ml 、2mmol/L FeSO4 、2mmol/LCuSO4、 MnCl22mmol/L 、MgSO42mmol/L、 KCl 2mmol/L EDTA、实验步骤： 调零FeSO 4 CuSO 4 MnCl 2 MgSO 4 EDTA KCl 空白 对照 0 1 2 3 4 5 6 7 NPP （ml） 1 1 1 1 1 1 1 1 酶液 (ml) 1 1 1 1 1 1 1 1 金属离 子（m l） 1 1 1 1 1 1 1 1
矿物药中金属离子的药用机理 矿物药是中药中一种药物概念，其中的金属离子起主要的药物作用，概括起来有一下两个方面： 1)金属离子与中药有效成分反应的减毒增效的机理； 2)金属离子与体内生物分子(如氨基酸、蛋白质)的作用机理。 首先中药复方由多种草药和矿物药等成份按照“君臣佐使”的原则配伍，可以达到增效减毒的目的。就是考虑到疾病的复杂性，试图用多种作用机理不同的药物成份同时作用于多个靶点，达到增强疗效，减少副作用的目的。通过对矿物药进行炒炭、酒炙、醋炙、盐炙、蜜炙、煅制、蒸制、复制、制霜等多种炮制方法以达到其减毒增效的目的。如芒硝粗制品含Pb，一般要用萝卜汁，经过滤、重结晶后，达到除去杂质、缓和药性、增强降气消导的目的。天然朱砂含Hg，不纯净，尤其含Pb量常高达0.1％。杂质中还含有游离汞和可溶性汞盐，后者毒性极大。经水飞后重金属Pb、可溶性汞盐和游离汞绝大部分被 除去，从而降低了毒性。雄黄含硫，有时含有砷的氧化物As2O3，其对中枢神经系统、心血管系统和胃肠系统均有毒性，易致死[7]。经水飞法处理后的雄黄，可溶性砷盐、游离砷及其他金属元素含量降低。硇砂生品有毒，具有腐蚀性，经提净法炮制后，使药物纯净，毒性降低。硇砂除主要成分外，尚含微量有毒元素钡、铅、砷、汞及硫化物等，炮制后含量降低。某些药物在高温下有利于钙的游离，从而释放出可溶性的钙离子，由于钙离子能促进血液凝固，因此中药炒炭后，产生的可溶性钙离子就有可能缩短血液凝固时间，而起到止血作用。 其次，矿物药中许多中金顺离子对集体有很大的毒害作用。矿物类中药中可含有铅、汞、砷等重金属成分,过量应用会导致药源性铅、汞和砷等重金属中毒。矿物类中药有些是天然的或粗制的金属 矿物结晶，有些是经冶炼、升华的精制品。一些常见含有汞、砷、铅、铜等重金属成分的单味中药或与其他中药配制的复方中成药，广泛用于治疗皮肤病、癫痫、肿瘤、关节炎等疑难杂症，若使用不当，可引起重金属中毒。 一些微量元素与人的生存和健康息息相关，其摄入过量、不足或缺乏都会不同程度地引起人体生理异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力
各个价态的铬的化合物或离子的颜色 Cr[铬]：蓝白色金属 Cr2O3[三氧化二铬]：绿色固体 Cr(OH)3[氢氧化铬]：灰蓝色固体 Cr2(SO4)3[硫酸铬]：桃红色固体 Cr(2+)[二价铬离子]：蓝色离子 Cr(3+)[三价铬离子]：紫色离子 Cr(OH)4 (-)[四氢氧化铬离子]:亮绿色离子 CrO4(2-)[铬酸根离子] ：橙黄色离子 CrO2(-)[二氧化铬离子]：绿色离子 Cr2O7(2-)[重铬酸根离子]：橙红色离子 Cr2(SO4)3·6H2O[硫酸铬晶体]：绿色晶体 CrCl3?6H2O[氯化铬晶体]就有三种异构体 [Cr(H2O)6]Cl3[氯化铬晶体]：紫色晶体 [Cr(H2O)5Cl]Cl2?H2O[氯化铬晶体]：浅绿色晶体[Cr(H2O)4Cl2]Cl?2H2O[氯化铬晶体]：暗绿色晶体(NH4)2Cr2O7[重铬酸铵]：橘色固体 K2Cr2O7[重铬酸钾]：橙红色固体 CrO4(2?)[铬酸根离子]：黄色离子 Na2CrO4[铬酸钠]：黄色固体
K2CrO4[铬酸钾]：黄色固体 PbCrO4[铬黄、铬酸铅]：黄色固体 (NH4)2CrO4[铬酸铵]：黄色固体 C5H4N·HCrO3Cl[氯铬酸吡啶盐]：橙黄色晶体 Cr2(OAc)4(H2O)2[乙酸亚铬]：深红色晶体 CrO3[三氧化铬]：暗红色固体 Cr(NO3)3[硝酸铬]：红紫色固体 H2Cr2O7[重铬酸]：橘红色固体 H2CrO4[铬酸]：橙黄色固体 CrO2Cl2[铬酰氯]：暗红色液体 CrCl3[氯化铬]：紫色结晶 NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]?H2O[硫氰酸铬铵]：暗红色固体(Fe?Mg)Cr2O4[铬铁矿]：黑色固体 Cr?Al2O3[红宝石]；红色固体、褐色固体、紫色固体 Ag2CrO4[铬酸银]：砖红色固体 BaCrO4[铬酸钡]：黄色固体 [Cr(H2O)6](3+)[六水化铬离子]：紫色离子 [Cr(H2O)4(NH3)2](3+)[二氨四水化铬离子]：紫红色离子[Cr(H2O)3(NH3)3](3+)[三氨三水化铬离子]：浅红色离子[Cr(H2O)2(NH3)4](3+)[四氨二水化铬离子]：橙红色离子[Cr(H2O)(NH3)5](3+)[五氨一水化铬离子]：橙黄色离子[Cr(NH3)6](3+)[六氨化铬离子]：黄色离子
1 化学沉淀 化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉淀法等。 中和沉淀法 在含重金属的废水中加入碱进行中和反应，使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单，是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点： （1）中和沉淀后，废水中若pH 值高，需要中和处理后才可排放； （2）废水中常常有多种重金属共存，当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al 等两性金属时，pH值偏高，可能有再溶解倾向，因此要严格控制pH 值，实行分段沉淀；（3）废水中有些阴离子如：卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物，因此要在中和之前需经过预处理； （4）有些颗粒小，不易沉淀，则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。 硫化物沉淀法 加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的方法。 与中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低，反应时最佳pH 值在7—9 之间，处理后的废水不用中和。硫化物沉淀法的缺点是：硫化物沉淀物颗粒小，易形成胶体；硫化物沉淀剂本身在水中残留，遇酸生成硫化氢气体，产生二次污染。为了防止二次污染问题，英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法，即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子（该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高）。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解，这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来，同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残留的问题。2氧化还原处理 化学还原法 电镀废水中的Cr 主要以Cr6＋离子形态存在，因此向废水中投加还原剂将Cr6＋还原成微毒的Cr3＋后，投加石灰或NaOH产生Cr（OH）3 沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一，在我国有着广泛的应用，其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同，可分为FeSO4法、NaHSO3 法、铁屑法、SO2 法等。 应用化学还原法处理含Cr 废水，碱化时一般用石灰，但废渣多；用NaOH 或Na2CO3，则污泥少，但药剂费用高，处理成本大，这是化学还原法的缺点。 铁氧体法 铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr 废水中加入过量的FeSO4，使Cr6＋还原成Cr3＋，Fe2＋氧化成Fe3＋，调节pH 值至8 左右，使Fe 离子和Cr 离子产生氢氧化物沉淀。通入空气搅拌并加入氢氧化物不断反应，
EDTA是目前最常用的测定各类金属离子的络合滴定剂，大部分金属离子可以直接滴定其含量，少部分由于动力学原因需要借助返滴定或置换滴定测定。下面我们将对于实验室常见的15种金属离子的EDTA滴定法进行整理。 金属离子如未特殊说明，默认配制成酸性的0.02 mol·L-1的标准溶液，每组测定取25.00 mL。准确加入意味着需要准确知道溶液的浓度和体积。 1.镁、钙 稀释溶液体积至100 mL，加入10 mL氨性缓冲溶液（6.75 g氯化铵、57 mL氨水定容至100 mL），加入铬黑T（钙镁均可）或钙指示剂（仅限钙），滴定至终点溶液颜色由紫红色变为天蓝色。 注意事项：镁存在下测定钙时，用氢氧化钠调节pH使镁沉淀，此时应增加溶液体积，减少氢氧化镁沉淀对钙指示剂的吸附。 2.铝（返滴定或置换滴定） 稀释溶液体积至100 mL，准确加入过量EDTA标准溶液，再加入15 mL醋酸缓冲溶液（60 g醋酸钠、2 mL冰乙酸定容至100 mL），加热煮沸3 min，加入PAN指示剂，用Cu2+标准溶液滴定至终点溶液颜色变为紫红色。加入1~2 g氟化钠后煮沸，再用Cu2+标准溶液滴定至终点溶液颜色变为紫红色。 注意事项：通常采用第二步置换滴定测得的结果。 3.锰(II) 稀释溶液体积至100 mL，用氨水（1+1）调节pH到10，再加入25 mL氨性缓冲溶液（6.75 g氯化铵、57 mL氨水定容至100 mL），加入K-B混合指示剂，滴定至终点溶液颜色由紫红色变为纯蓝色。 注意事项：高价锰可用盐酸羟胺还原后测定。 4.铁(III) 用盐酸（1+1）调节pH到2，水浴加热至60℃，加入Ssal指示剂，滴定至终点溶液颜色由紫红色变为无色或淡黄色。 注意事项：二价铁可用过氧化氢氧化至三价后测定。pH需在1.3 ~ 2之间，太低络合不定量，太高铁离子水解沉淀。 5.钴(II)（返滴定） 准确加入过量EDTA标准溶液，再加入10 mL醋酸缓冲溶液（20 g醋酸钠、2.6 mL冰乙酸定容至100 mL），稀释溶液体积至100 mL，加入PAN或二甲酚橙，用Cu2+标准溶液或Zn2+标准溶液滴定至终点溶液颜色变为紫红色。 注意事项：钴(III)可用过氧化氢还原至钴(II)后测定。可尝试在80℃下直接滴定。 6.镍（返滴定） 稀释溶液体积至100 mL，准确加入过量EDTA标准溶液，再加入2 g六次甲基四胺，加入二甲酚橙，用Zn2+标准溶液滴定至终点溶液颜色变为紫红色。 7.铜 稀释溶液体积至100 mL，加入10 mL氨性缓冲溶液（6.75 g氯化铵、57 mL氨水定容至100 mL），加入PAN指示剂，滴定至终点溶液颜色由紫色变为墨绿色。 8.锌 稀释溶液体积至100 mL，加入2 g六次甲基四胺，加入二甲酚橙或铬黑T，滴定至终点溶液颜色由紫色变为黄色。
化学中常见颜色 有色都有毒，有色都刺激。 1、有色气体：F2（淡黄绿色）、Cl2（黄绿色）、Br2（g）（红棕色）、I2（g）（紫红色）、NO2（红棕色）、O3（淡蓝色），其余均为无色气体。 2、有刺激性气味的气体：HF、HCl、HBr、HI、NH 3、SO2、NO2、F2、Cl2、Br2（g）；有臭鸡蛋气味的气体：H2S。 3、极易溶于水能做喷泉实验的气体：NH3、HF、HCl、HBr、HI；能溶于水的气体：CO2、SO2、Cl2、Br2（g）、H2S、NO2。 4、易液化的气体：NH3、Cl2。 5、有毒的气体：F2、HF、Cl2、H2S、SO2、CO、NO2、NO、Br2（g）、HCN。 6、在空气中易形成白雾的气体：NH3、HF、HCl、HBr、HI。 7、常温下不能共存的气体：H2S和SO2、H2S和Cl2、HI和Cl2、NH3和HCl、NO和O2、F2和H2。 8、其水溶液呈酸性的气体：HF、HCl、HBr、HI、H2S、SO2、CO2、NO2、Br2（g）。 可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：NH3。 9、有漂白作用的气体：Cl2（有水时）和SO2，但两者同时使用时漂白效果减弱。检验Cl2常用Cl2能使湿润的紫色石蕊试纸先变红后褪色。 10、能使澄清石灰水变浑浊的气体：CO2和SO2，但通入过量气体时沉淀又消失。 11、在空气中可以燃烧的气体：H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、H2S。在空气中燃烧火焰呈蓝色（或淡蓝色）的气体：H2S、H2、CO、CH4。 12、具有强氧化性的气体：F2、Cl2、Br2（g）、NO2、O2、O3；具有强或较强还原性的气体：H2S、H2、CO、NH3、HI、HBr、HCl、NO；SO2和N2既具有氧化性又具有还原性。 13、与水可反应的气体：Cl2、F2、NO2、Br2（g）、CO2、SO2、NH3；其中Cl2、NO2、Br2（g）与水的反应属于氧化还原反应（而且都是歧化反应），只有F2与水剧烈反应产生O2。 14、能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体：Cl2、NO2、Br2（g）、O3。 15、能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的气体：H2S、SO2、C2H4、C2H2。 16、可导致酸雨的主要气体：SO2； 导致光化学烟雾的主要气体：NO2等氮氧化物和烃类； 导致臭氧空洞的主要气体：氟氯烃（俗称氟利昂）和NO等氮氧化物； 导致温室效应的主要气体：CO2和CH4等烃；
过渡金属化合物的颜色 ——从晶体场理论到角重叠模型 北京大学化学与分子工程学院2008级 覃翔 00810132 郑雨晴 00810073 王熠 00810067 郭银梁 00810117 曹怀卿 00810027
摘要 本文将从晶体场理论入手，利用角重叠模型深入讨论过渡金属离子及化合物的显色机理，以及影响过渡金属离子及化合物颜色的各种因素。最后加以总结。 关键词 过渡金属 颜色 晶体场理论 配位场理论 角重叠模型d-d跃迁 电荷迁移 目录 1引言 2过渡金属离子及化合物显色机理 2.1颜色的产生 2.2晶体场理论（CFT） 2.3对晶体场理论的补充 2.3.1对d轨道分裂能的进一步解释 2.3.2s,p,d,f轨道的简并性 2.3.3群论 2.3.4配位场理论 2.4角重叠模型（AOM） 2.4.1角重叠模型的基本概念 2.4.2影响重叠积分的因素 2.4.3角重叠模型对σ配体的解释 2.4.4角重叠模型对π配体的解释 2.5电子光谱 2.5.1配位场光谱 2.5.2配位体光谱 2.5.3电荷迁移光谱 3影响过渡金属离子及化合物颜色的因素 4总结 5参考文献 6附录
1.引言 我们在做化学实验的时候，往往会着迷于、惊叹于奇妙的实验现象，而反应过程中奇异的颜色变化是众多实验现象中最能吸引我们的一部分。强烈的求知欲促使我们探究颜色变化的奥秘。比如： 为什么氯化银、溴化银、碘化银颜色依次加深？ 白色的氢氧化亚铁被氧化成红褐色的氢氧化铁过程中灰绿色的物质是什么？ 为什么氯化钴晶体随着结晶水数目不同，颜色会有明显变化？ 为什么铬元素的盐会有如此多种不同的颜色？ …… 这仅仅是在实验室中发现的，大自然更加多彩多姿、更加奇妙无比。本文仅仅是从过渡金属颜色这一小的方面来初探颜色的奥秘。 2. 过渡金属离子及化合物显色机理 2.1 颜色的产生 颜色是人对光产生的一种感觉，当一束光的波长在一定范围内时，这束光就可以被人眼看到，人就可以感觉到这束光的颜色。这个范围是400nm‐770nm。我们看到的光除了由光源直接发射的光之外，大多数是由物体反射的光。物体除了反射光以外，也在吸收光，吸收光的波长与反射光波长一致，而且它们所能吸收的光是限定的，即它们只能吸收某一波长或波长范围的光。这一点是由物体自身的结构决定。大量事实表明，对于过渡金属元素来说，其d电子的状态是影响其颜色的决定性因素（对于镧系、锕系的元素，f电子同样影响重大）。下面将详细说明。 还有一点需要提及，当我们在复色光（比如白光）中去掉一种波长的光时，它的补色光将会很明显的被观察到，这被称之为减色效应。 2.2 晶体场理论 过渡金属极易形成配合物（在水溶液中几乎全部以配离子形式存在），它们的配离子也具有颜色。晶体场理论可以很好的解释配合物的颜色。 晶体场理论的基本要点有如下三条： 1.配合物中正负离子之间的相互作用是纯粹的静电作用。中心离子与配体之间通过这种作用力形成化学键，放出能量。 2.d轨道能级的分裂。过渡金属元素有5个d轨道，分别是d xy，d yz，d xz，d x2‐y2，d z2。这五个轨道能量彼此相等（因此也被称为简并轨道）。它们在空间直角坐标系中取向如图： 过渡金属离子最易形成八面体构型配合物和四面体构型配合物。我们构造一个中心位于坐标原点、棱与坐标轴平行的立方体。当形成八面体配合物时，配体从±x，±y，±z六个方向（即
重金属离子有哪些？重金属离子主要是Cr6+、U6+、Te3+、Co3+、Se6+、Pu3+、Hg2+,Mn4+等 备注:重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。 哪些重金属离子可以使蛋白质变性 下面一段是我从我的化学选修书上摘下来的（自己打上来的）： 蛋白质受热到一定温度就会发生不可逆的凝固，凝固后不能在水中溶解，这种变化叫做变性。除了加热以外，在紫外线、X射线、强酸、强碱，铅、铜、汞等重金属的盐类，以及一些有机化合物如甲醛、酒精、苯甲酸等作用下，蛋白质均能发生变性。蛋白质变性后，不仅丧失了原有的可溶性，同时也失去了生理活性。 重金属指比重大于5的金属，（一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属）约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。 铁锰同时存在的地下水中，要测锰离子浓度，如何消除铁离子对它的影响？ 最近在测定地下水锰离子浓度的时候，铁离子发生很大的干扰，我不知道如何消除，我用的方法是高碘酸钾分光光度法测定锰，不过高碘酸钾好像和铁也反应，导致测试结果偏高!有没有高手能解决这个问题的？小弟先谢谢了！注意：曝气除铁在测定锰，这种方法不能用，因为氢氧化铁会吸附锰离子，导致测试结果偏低。
这是典型的共存离子的干扰和消除。常采用A 控制酸度B 加掩蔽剂C 分离干扰离子 所以建议：可加入氟化钠，使其与铁离子生成无色络合物[FeF6]3- 来消除干扰。 1楼的方法是看到3价铁离子可以和铁单质反应生成亚铁离子，但这种方法不推荐，因为高碘酸存在强氧化性，即使不存在氧化性，亚铁离子本身也存在绿颜色 重金属捕捉剂 一、重金属捕捉剂别名： 重金属离子捕捉剂、重金属离子捕集剂、重金属离子去除剂、重金属离子吸附剂、重金属离子螯合剂等 二、应用范围： 在常温下与较宽的PH范围内能与废水中Hg 、Cd 、Cu 、Pb 、Mn 、Ni 、Zn 、Cr3＋等多种重金属离子迅速反应，生成不溶于水的絮状沉淀物,并能生成较大的矾花，从而达到捕集去除重金属离子的目的。 1、常规重金属废水处理，矿山、电镀、电子、线路板等行业排放废水重金属离子捕捉。 2 、核电站反应堆、铀钍的湿法冶金厂、医院、同位素试验堆及生产堆等放射性废水金属离子捕捉。 3、应用在垃圾焚烧发电方面的飞灰重金属治理方面有独特功效。 三、稳定性与灵敏性 1、稳定性： 本品与重金属离子形成稳定的聚合物，在强酸和强碱性环境下均不会析出重金属离子，在-100度至300度的温度范围内重金属螯合物也非常稳定，在自然环境条件下，可保持长达数百年的聚合物稳定性。
[Fe(SCN)6]3- 血红 [Pt(NH3)4}2+ 顺式绿色反式黄色 Fe3+与苯酚的配合物紫色 Fe3+与CO的配合物血红 二茂铁橙黄色 铝与铝试剂的配合物玫瑰色 1.红色Fe(SCN)]2+(血红色);Cu2O(砖红色);Fe2O3(红棕色);红磷(红棕色);液溴(深红棕色);Fe(OH)3(红褐色);I2的CCl4溶液(紫红色);MnO4-(紫红色);Cu(紫红色);在空气中久置的苯酚(粉红色). 2.橙色:溴水;K2Cr2O7溶液. 3.黄色:AgI(黄色);AgBr(浅黄色);K2CrO4(黄色);Na2O2(淡黄色);S(黄色);FeS2(黄色);久置浓HNO3(溶有NO2);工业浓盐酸(含Fe3+);Fe3+水溶液(黄色);久置的KI溶液(被氧化I2) 4.绿色:Cu2(OH)CO3;Fe2+的水溶液;;Cl2(黄绿色);F2(淡黄绿色);Cr2O3 5.蓝色:Cu(OH)2;;Cu2+的水溶液;I2与淀粉的混合物. 6.紫色:KMnO4(紫黑色);I2(紫黑色);石蕊(pH=8--10);Fe3+与苯酚的混合物. 7.黑色:FeO,Fe3O4,FeS,CuS,Cu2S,Ag2S,PbS,CuO,MnO2,C粉. 8.白色:Fe(OH)2,AgOH,无水 CuSO4,Na2O,Na2CO3,NaHCO3,AgCl,BaSO4,CaCO3,CaSO3,Mg(OH)2, Al(OH)3,三溴苯酚,MgO,MgCO3,绝大部分金属等. 一、单质绝大多数单质：银白色。 Cu 紫红 O2 无 Au 黄 S 黄 B 黄或黑 F2 淡黄绿 C（石墨黑 Cl2 黄绿 C（金刚石）无 Br2 红棕 Si 灰黑 I2 紫黑 H2 无稀有气体无 P 白、黄、红棕。 二、氢化物 LiH等金属氢化物：白 NH3等非金属氢化物：无 三、氧化物大多数非金属氧化物：无主要例外： NO2 棕红 N2O5和P2O5 白 N2O3 暗蓝ClO2 黄
浅谈过渡金属配合物的颜色 能源1103班邬娇娇通过对基础化学学科的学习，我了解了一些基本的关于过渡金属配合物的知识。在这里我想浅显地谈一些我对过渡金属配合物丰富的颜色及其形成原因、影响其颜色的因素的认识。 一、过渡金属配合物的颜色：（见附表） 二、过渡金属配合物的形成原因： （1）颜色的形成 颜色是人对光产生的一种感觉，当一束光的波长在一定范围内时，这束光就可以被人眼看到，人就可以感觉到这束光的颜色。这个范围是400nm‐770nm。我们看到的光除了由光源直接发射的光之外，大多数是由物体反射的光。物体除了反射光以外，也在吸收光，吸收光的波长与反射光波长一致，而且它们所能吸收的光是限定的，即它们只能吸收某一波长或波长范围的光。这一点是由物体自身的结构决定。大量事实表明，对于过渡金属元素来说，其 d 电子的状态是影响其颜色的决定性因素（对于镧系、锕系的元素，f 电子同样影响重大）。 还有一点需要提及，当我们在复色光（比如白光）中去掉一种波长的光时，它的补色光将会很明显的被观察到，这被称之为减色效应。物质吸收的颜色于物质呈现的颜色互为补色。 下表位物质吸收颜色于物质呈现颜色的互补关系。
（2）晶体场理论解释过渡金属配合物颜色的形成 含d1~d9的过渡金属配离子，由于d轨道没有充满，d 电子可以吸收某一波长的可见光能量而从能量较低的t2g轨道跃迁至能量较高的e g轨道（称之为d‐d 跃迁），从而使得被吸收的光的补色可见（减色效应），因此过渡金属离子显色。 d‐d 跃迁的能量恰好等于轨道之间的分裂能Δ0 E(e g)-E(t2g)=Δ0=hν=hc/λ c：光速，c=2.9979×1010 cm/s h：Planck常数，h=6.6262×10-34J·s 故光能与波数（ν=1/λ，单位: cm-1)成正比 配离子吸收光的能量一般为10000~30000cm-1，包括了全部可见光区，因而配离子一般都有颜色。 故由上可知，配离子形成的化合物有颜色的两个条件是：d 轨道上的电子没有全充满。配离子吸收光的能量在可见光能量范围之内。 三、影响过渡金属配合物的颜色的因素：
中学化学常见粒子颜色汇总 1.红色Fe(SCN)]2+(血红色)；Cu2O(砖红色)；Fe2O3(红棕色)；红磷(红棕色)；液溴(深红棕色)； Fe(OH)3(红褐色)；I2的CCl4溶液(紫红色)；MnO4-(紫红色)；Cu(紫红色)； 在空气中久置的苯酚(粉红色). 2.橙色:溴水；K2Cr2O7溶液. 3.黄色:AgI(黄色)；AgBr(浅黄色)；K2CrO4(黄色)；Na2O2(淡黄色)；S(黄色)；FeS2(黄色)；久置 浓HNO3(溶有NO2)；工业浓盐酸(含Fe3+)；Fe3+水溶液(黄色)；久置的KI溶液(被氧化成I2) 4.绿色:Cu2(OH)2CO3；Fe2+的水溶液；FeSO4.7H2O；Cl2(黄绿色)；F2(淡黄绿色)；Cr2O3 5.蓝色:Cu(OH)2；CuSO4.5H2O；Cu2+的水溶液；I2与淀粉的混合物. 6.紫色:KMnO4(紫黑色)；I2(紫黑色)；石蕊(pH=8--10)；Fe3+与苯酚的混合物. 7.黑色:FeO，Fe3O4，FeS，CuS，Cu2S，Ag2S，PbS，CuO，MnO2，C粉. 8.白色:Fe(OH)2，AgOH，无水CuSO4，Na2O，Na2CO3，NaHCO3，AgCl，BaSO4，CaCO3， CaSO3，Mg(OH)2，Al(OH)3，三溴苯酚，MgO，MgCO3，绝大部分金属等. 一、单质绝大多数单质：银白色。 Cu 紫红O2无Au 黄S 黄B 黄或黑F2淡黄绿C（石墨黑Cl2黄绿C（金刚石）无Br2红棕Si 灰黑I2紫黑H2无稀有气体无P 白、黄、红棕。 二、氢化物LiH等金属氢化物：白NH3等非金属氢化物：无 三、氧化物大多数非金属氧化物：无 主要例外：NO2棕红N2O5和P2O5白N2O3暗蓝ClO2黄 大多数主族金属的氧化物：白 主要例外：Na2O2浅黄PbO 黄K2O 黄Pb3O4红K2O2橙Rb2O 亮黄Rb2O2棕Cs2O 橙红Cs2O2黄大多数过渡元素氧化物有颜色MnO 绿CuO 黑MnO2黑Ag2O 棕黑FeO 黑ZnO 白Fe3O4黑Hg2O 黑Fe2O3红棕HgO 红或黄Cu2O 红V2O5橙 四、氧化物的水化物大多数：白色或无色其中酸：无色为主碱：白色为主 主要例外：CsOH 亮黄Fe(OH)3红褐HNO2溶液亮蓝Cu(OH)2蓝Hg(OH)2桔红 五、盐大多数白色或无色 主要例外：K2S 棕黄CuFeS2黄KHS 黄ZnS 白Al2S3黄Ag2S 黑MnS 浅红CdS 黄FeS 黑棕SnS 棕FeS2黄Sb2S3黑或橙红CoS 黑HgS 红NiS 黑PbS 黑CuS、Cu2S 黑Bi2S3黑FeCl3·6H2O棕黄Na3P红FeSO4·9H2O蓝绿NaBiO3黄Fe2(SO4)3·9H2O棕黄 MnCl2粉红Fe3C 灰MnSO4淡红FeCO3灰Ag2CO3黄Fe（SCN）3 暗红Ag3PO4黄CuCl2棕黄AgF 黄CuCl2·7H2O 蓝绿AgCl 白CuSO4白AgBr 浅黄CuSO4·5H2O 蓝 AgI 黄Cu2(OH)2CO3暗绿盐溶液中离子特色：NO2－浅黄Cu2＋或[Cu(H2O)4]2+蓝 MnO4-紫红[CuCl4]2-黄MnO42-绿[Cu(NH3)4]2+深蓝Cr2O72-橙红Fe2+浅绿CrO42-黄非金属互化物PCl3无XeF2、XeF4、XeF6无PCl5浅黄氯水黄绿CCl4无溴水黄-橙CS2无碘水黄褐SiC 无或黑溴的有机溶液橙红-红棕SiF4无I2的有机溶液紫红 六．其它 甲基橙橙CXHY（烃）、CXHYOZ 无（有些固体白色）石蕊试液紫 大多数卤代烃无（有些固体白色）石蕊试纸蓝或红石蕊遇酸变红石蕊遇碱变蓝 葡萄糖白果糖无蔗糖无酚酞无麦芽糖白酚酞遇碱红淀粉白 蛋白质遇浓HNO3变黄纤维素白I2遇淀粉变蓝TNT 淡黄Fe3+遇酚酞溶液紫 焰色反应Li 紫红Ca 砖红Na 黄Sr 洋红K 浅紫（通过蓝色钴玻璃）Ba 黄绿Rb 紫Cu 绿稀有气体放电颜色He 粉红Ne 鲜红Ar 紫
常见的金属离子的颜色 1.红色Fe(SCN)]2+(血红色);Cu2O(砖红色);Fe2O3(红棕色);红磷(红棕色);液溴 (深红棕色);Fe(OH)3(红褐色);I2的CCl4溶液(紫红色);MnO4-(紫红色);Cu(紫红色);在空气中久置的苯酚(粉红色). 2.橙色:溴水;K2Cr2O7溶液. 3.黄色:AgI(黄色);AgBr(浅黄色);K2CrO4(黄色);Na2O2(淡黄色);S(黄 色);FeS2(黄色);久置浓HNO3(溶有NO2);工业浓盐酸(含Fe3+);Fe3+水溶液(黄色);久置的KI溶液(被氧化成I2) 4.绿色:Cu2(OH)CO3;Fe2+的水溶液;FeSO4.7H2O;Cl2(黄绿色);F2(淡黄绿 色);Cr2O3 5.蓝色:Cu(OH)2;CuSO4.5H2O;Cu2+的水溶液;I2与淀粉的混合物. 6.紫色:KMnO4(紫黑色);I2(紫黑色);石蕊(pH=8~10);Fe3+与苯酚的混合物. 7.黑色:FeO,Fe3O4,FeS,CuS,Cu2S,Ag2S,PbS,CuO,MnO2,C粉. 8.白色:Fe(OH)2,AgOH,无水 CuSO4,Na2O,Na2CO3,NaHCO3,AgCl,BaSO4,CaCO3,CaSO3,Mg(OH)2, Al(OH)3,三溴苯酚,MgO,MgCO3,绝大部分金属等. 说明：①元素基本上按周期表的族序数排列；②物质基本上按单质、氢化物、氧化物及其水化物、盐、有机物的顺序排列；③许多物质晶状为无色，粉末状为白色，晶型不同可能有不同颜色；④硫化物和过渡元素化合物颜色较丰富。 一、单质绝大多数单质：银白色。主要例外：镧系锕系及下表物质Cu 紫 红O2无Au 黄S 黄B 黄或黑F2淡黄绿C（石墨黑Cl2黄绿C（金刚石）无Br2红棕Si 灰黑I2紫黑H2无稀有气体无P 白、黄、红棕。 二、氢化物LiH等金属氢化物：白NH3等非金属氢化物：无 三、氧化物大多数非金属氧化物：无主要例外：NO2棕红N2O5和P2O5 白N2O3暗蓝ClO2黄 大多数主族金属的氧化物：白主要例外：Na2O2浅黄PbO 黄K2O 黄Pb3O4红K2O2橙Rb2O 亮黄Rb2O2棕Cs2O 橙红Cs2O2黄大多数过渡元素氧化物有颜色MnO 绿CuO 黑MnO2黑Ag2O 棕黑FeO 黑ZnO 白Fe3O4黑Hg2O 黑Fe2O3红棕HgO 红或黄Cu2O 红V2O5橙 四、氧化物的水化物大多数：白色或无色其中酸：无色为主碱：白色为主 主要例外：CsOH 亮黄Fe(OH)3红褐HNO2溶液亮蓝Cu(OH)2 蓝