比色計對物質顏色的對比及研究
物(wu)質(zhi)的(de)顏(yan)色(se),我(wo)們(men)從(cong)剛(gang)開(kai)始(shi)的(de)物(wu)質(zhi),到(dao)後(hou)來(lai)的(de)慢(man)慢(man)的(de)認(ren)識(shi),經(jing)曆(li)了(le)很(hen)多(duo)的(de)過(guo)程(cheng),無(wu)論(lun)在(zai)理(li)論(lun)上(shang)還(hai)是(shi)在(zai)實(shi)踐(jian)上(shang)都(dou)是(shi)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)問(wen)題(ti),這(zhe)種(zhong)對(dui)物(wu)質(zhi)顏(yan)色(se)的(de)研(yan)究(jiu),也(ye)為(wei)我(wo)們(men)帶(dai)來(lai)了(le)很(hen)多(duo)的(de)便(bian)利(li),諸(zhu)如(ru)隱(yin)形(xing)飛(fei)機(ji)的(de)研(yan)究(jiu)就(jiu)是(shi)利(li)用(yong)物(wu)質(zhi)顏(yan)色(se)的(de)原(yuan)理(li)。在(zai)普(pu)通(tong)化(hua)學(xue)、無機化學和分析化學的數學中也經常接觸無機物的顏色。本文借助比色計對物質進行比色測量,然後對物質顏色的產生特點,物質頗色與結構的關係以及無機物顏色的規律進行對比研究和討論。
物質的顏色和光是密切聯係的。可見光是波長為400nm―760nm的de電dian磁ci波bo,不bu同tong波bo長chang的de可ke見jian光guang作zuo用yong於yu人ren的de肉rou眼yan,其qi視shi覺jiao反fan映ying的de顏yan色se感gan覺jiao是shi不bu相xiang同tong的de。可ke見jian光guang中zhong,各ge種zhong不bu同tong波bo長chang的de光guang線xian反fan映ying的de顏yan色se稱cheng為wei光guang譜pu色se,當dang不bu同tong波bo長chang的de光guang線xian同tong時shi照zhao射she物wu質zhi時shi,如ru完wan全quan反fan射she,則ze該gai物wu質zhi為wei白bai色se;ruwanquanxishou,zegaiwuzhiweiheise。zhiyoudangwuzhixuanzexishoukejianguangxianzhongmouyiboduandeguangxian,fansheqiyugeboduandeguangxian,wuzhicaishiyousede。suoyi,huahewuxiansedeyuanyinzaiyutaxishoubingfanshekejianguang。yanseyuwuzhidejiegouyeshimiqielianxide。wuzhixishouguangshi,huahewudedianzizaikejianguangpuzhongxiangyingnengliangdeguangliangzidezuoyongxiabeijifa,tadedianzinengtaihejitaijiandenengliangchajiushisuoxishoudexiangyingguangliangzidenengliang。wuzhibujinnengxishoukejianguangzhongjuyouyidingbochangdeguangerbenshenbeijifa。erqienengsanshe(向各個不同的方向反射)其他波長的光,其中散射的顯色的光,就是被吸收的光的顏色的補色光。物質吸收光的顏色與顯色的關係見表1。例如,HgS吸xi收shou紫zi光guang和he藍lan光guang,它ta所suo顯xian示shi的de顏yan色se就jiu是shi它ta們men的de補bu色se,即ji黃huang綠lv色se。因yin此ci,隻zhi要yao化hua合he物wu的de電dian子zi的de基ji態tai和he激ji發fa態tai之zhi間jian的de能neng量liang差cha在zai可ke見jian光guang的de能neng量liang範fan圍wei內nei,物wu質zhi就jiu能neng顯xian色se。兩liang個ge能neng態tai的de能neng量liang差cha愈yu小xiao,吸xi收shou頻pin率lv愈yu低di(波長愈長)deguang,chengxiandeyansejiuyushen,fanzhiyuqian。ruguolianggenengtaidenengliangchadayukejianguangdenengliang,name,dianziyouyubunengbeikejianguangjifa,wuzhijiubuchengxianyanse。

羅維朋比色計進行比色結果證明,物質是否顯色,決定於物質能否吸收可見光;而物質顯什麼顏色,決定於它們的結構,即決定於基態和激發態的能量差;而顏色的強度則決定於能級躍遷的幾率和能級退化性的數目。
前麵僅談了物質顯色的原因,那麼物質顯色的規律又是怎樣呢?為(wei)此(ci),我(wo)們(men)深(shen)入(ru)到(dao)物(wu)質(zhi)的(de)結(jie)構(gou),討(tao)論(lun)其(qi)顯(xian)色(se)的(de)規(gui)律(lv)。大(da)多(duo)數(shu)過(guo)渡(du)元(yuan)素(su)配(pei)合(he)物(wu)是(shi)有(you)顏(yan)色(se)的(de),這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)在(zai)配(pei)位(wei)體(ti)場(chang)的(de)影(ying)響(xiang)下(xia),過(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)的(de)d軌道發生了分裂所引起的。對於電子構型不飽滿的金屬離子,在吸收了一部分光能後,就可以使未成對的電子從低能級的d軌道向高能級的d軌道躍遷,即所謂的d―d躍遷,相當於可見光的波長。作為經驗規則:d―dyueqianwangwangdechuqianse,erheyiyueqianzedeshense。lizijihuaduiwujihuahewudeyanseyouhendayingxiang,tazongshijiashenhuahewudeyanse。jihuachengduyuda,yansebiandeyushen。yinweilizijihuashitixiquyugengwending,nengliangjiaogaodedianzijifataihenengliangjiaodidedianzidejitaidouyouyujihuaerjiangdishineng。ranernengliangjiaogaodejifataiguidaobanjingjiaoda,qijihualvyejiuxiangyingjiaoda,jihuaduijifataideyingxiangbiqijitaixiandegengda,shizhijiangdidenengliangbijitaidadeduo。yinci,lizijihuadezongxiaoyingshijifataiyujitaigengjiajiejin,tamenzhijiandenengliangchajianxiao,guwuzhiduiguangdetezhengxishoujiusuizhejihuazuoyongdejiaqiangerxiangjiaochangboduanyidong,zhishiyansezhubujiashen。yibanshuolai,比較測色儀顯(xian)示(shi),離(li)子(zi)若(ruo)無(wu)顏(yan)色(se),則(ze)所(suo)生(sheng)成(cheng)的(de)化(hua)合(he)物(wu)往(wang)往(wang)也(ye)是(shi)無(wu)色(se)的(de),離(li)子(zi)若(ruo)有(you)顏(yan)色(se),它(ta)的(de)化(hua)合(he)物(wu)就(jiu)會(hui)有(you)顏(yan)色(se)。但(dan)常(chang)常(chang)也(ye)有(you)這(zhe)樣(yang)的(de)現(xian)象(xiang),無(wu)色(se)離(li)子(zi)構(gou)成(cheng)了(le)有(you)色(se)化(hua)合(he)物(wu),如(ru)無(wu)色(se)的(de)Ag+和無色的I―離子生成了黃色的AgI,這是由於離子極化所造成的。這就與陽離子的極化力和陰離子的變形性有關。
最後應當指出,影響無機化合物顏色的因素是比較複雜的,而且影響因素也很多。如物質的聚集狀態、分散度、溫度、溶解度和微量雜質存在等都會影響物質的顏色。



