Color de los quimicos

El color de los productos químicos es una propiedad física de los productos químicos que en la mayoría de los casos proviene de la excitación de electrones debido a una absorción de energía realizada por el producto químico. Lo que ve el ojo no es el color absorbido, sino el color complementario de la eliminación de las longitudes de onda absorbidas. Esta perspectiva espectral se observó por primera vez en la espectroscopia atómica.

El estudio de la estructura química por medio de la absorción y liberación de energía generalmente se denomina espectroscopia.

Teoría

El espectro UV-vis para un compuesto que aparece naranja en Dimethylformamide

Todos los átomos y moléculas son capaces de absorber y liberar energía en forma de fotones, acompañada de un cambio de estado cuántico. La cantidad de energía absorbida o liberada es la diferencia entre las energías de los dos estados cuánticos. Hay varios tipos de estado cuántico, incluidos, por ejemplo, los estados de rotación y vibración de una molécula. Sin embargo, la liberación de energía visible para el ojo humano, comúnmente conocida como luz visible, abarca longitudes de onda de aproximadamente 380 nm a 760 nm, según el individuo, y los fotones en este rango generalmente acompañan un cambio en el estado cuántico orbital atómico o molecular. La percepción de la luz se rige por tres tipos de receptores de color en el ojo, que son sensibles a diferentes rangos de longitud de onda dentro de esta banda.

La relación entre energía y longitud de onda está determinada por la relación de Planck-Einstein

E=hf=hcλ λ {displaystyle E=hf={frac {hc}{lambda },!

donde E es la energía del cuanto (fotón), f es la frecuencia de la onda de luz, h es Planck's constante, λ es la longitud de onda y c es la velocidad de la luz.

Las relaciones entre las energías de los diversos estados cuánticos se tratan mediante la teoría de orbitales atómicos, orbitales moleculares, ligandos y campos cristalinos. Si los fotones de una longitud de onda particular son absorbidos por la materia, entonces cuando observamos la luz reflejada o transmitida a través de esa materia, lo que vemos es el color complementario, compuesto por las otras longitudes de onda visibles restantes. Por ejemplo, el betacaroteno tiene una absorción máxima a 454 nm (luz azul), por lo que la luz visible que queda aparece de color naranja.

Colores por longitud de onda

A continuación se muestra una tabla aproximada de longitudes de onda, colores y colores complementarios. Esto utiliza las ruedas de color CMY y RGB científicas en lugar de la rueda de color RYB tradicional.

Esto solo se puede usar como una guía muy aproximada, por ejemplo, si se absorbe un rango estrecho de longitudes de onda dentro de la banda 647-700, los receptores azul y verde se estimularán por completo, produciendo cian, y el receptor rojo estimularse parcialmente, diluyendo el cian a un tono grisáceo.

Por categoría

La gran mayoría de los compuestos inorgánicos simples (p. ej., cloruro de sodio) y orgánicos (p. ej., etanol) son incoloros. Los compuestos de metales de transición a menudo se colorean debido a las transiciones de electrones entre orbitales d de diferente energía. (ver Compuestos coloreados de metales de transición). Los compuestos orgánicos tienden a colorearse cuando hay una conjugación extensa, lo que hace que la brecha de energía entre el HOMO y el LUMO disminuya, lo que lleva la banda de absorción de los rayos UV a la región visible. De manera similar, el color se debe a la energía absorbida por el compuesto, cuando un electrón pasa del HOMO al LUMO. El licopeno es un ejemplo clásico de un compuesto con conjugación extensa (11 dobles enlaces conjugados), dando lugar a un color rojo intenso (el licopeno es el responsable del color de los tomates). Los complejos de transferencia de carga tienden a tener colores muy intensos por diferentes razones.

Ejemplos

Es importante tener en cuenta, sin embargo, que los colores elementales variarán dependiendo de con qué se acomplejen, a menudo, así como de su estado químico. Un ejemplo con vanadio (III); VCl₃ tiene un tono rojizo distintivo, mientras que V₂O₃ aparece negro.

Sales

Predecir el color de un compuesto puede ser extremadamente complicado. Algunos ejemplos incluyen:

• El cloruro de cobalto es rosa o azul dependiendo del estado de hidratación (azul seco, rosa con agua) por lo que se utiliza como indicador de humedad en gel de sílice.
• El óxido de zinc es blanco, pero a temperaturas más altas se vuelve amarillo, regresando al blanco mientras se enfría.

Colores de diversas sales

Nombre	Formulación de las sales correspondientes	Color	Imagen
Iron(III) chloride hexahydrate	FeCl3·6H2O	Amarillo/marrón
Iron(III) chloride anhydrate	FeCl3	Negro
Sulfato de cromo (III)	Cr2(SO4)3	Verde oscuro
Cobre(II) sulfato anhydrate	CuSO4	Blanco
Cobre(II) sulfato pentahydrate	CuSO4·5H2O	Azul
Cobre(II) benzoate	Cu(C)7H5O2)2	Azul
Cobalto(II) cloruro	CoCl2	Azul profundo
Cobalto(II) chloride hexahydrate	CoCl2·6H2O	Magentas profundas
Manganese(II) chloride tetrahydrate	MnCl2·4H2O	Rosa
Cobre(II) chloride dihydrate	CuCl2·2H2O	Azul verde
Nickel(II) chloride hexahydrate	NiCl2·6H2O	Verde
(II) iodida	PbI2	Amarillo
Dichromato de amonio	(NH)4)2Cr2O7	Naranja

Iones en llamas

Gases

Pruebas de cuentas

En una prueba con perlas, que es una prueba cualitativa para determinar metales, se produce una variedad de colores, a menudo similares a los colores que se encuentran en una prueba de llama. Se humedece un bucle de platino y se sumerge en un polvo fino de la sustancia en cuestión y bórax. El bucle con los polvos adheridos se calienta luego en una llama hasta que se fusiona y se observa el color de la perla resultante.