離子是否能顯色,跟它能否吸收可見光有關(guān),而能否吸收可見光,則取決于離子的電子層結(jié)構(gòu).如果核外的電子亞層都處于充滿狀態(tài),即沒有未配對電子時,結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,不易接受光能的激發(fā),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(jié)構(gòu),卻不那么穩(wěn)定,一般都含有一個未充滿的d亞層,有數(shù)目不等的未配對的電子.這些不穩(wěn)定的電子易受光的激發(fā),而發(fā)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(jié)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(guī)律,一般來說,負離子的半徑愈大,外圍電子愈松弛,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(dāng)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(chǎn)生的水汽遇冷變成液態(tài)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(shù)目的多少也有顯著的作用.例如,氯化鈷結(jié)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(xù)加熱到90℃,變?yōu)樗{紫色的CoCl2·H2O,再加熱會全部失水,而成為藍色的CoCl2.