Colore soluzione CuSO₄·5H₂O
Salve a tutti, vi scrivo in quanto ormai sto perdendo il sonno per risolvere questo problema ossia: " Perchè la soluzione acquosa di CuSO·5HO è di colore blu?".
Il mio professore mi ha spiegato in modo abbastanza sintetico, che tale colore non è dovuto alla formazione di orbitali eg e t2g in quanto, questa teoria si applica solo quando si considera la sostanza solida e non gli acquaioni come lo è il rame in questo caso infatti, la motivazione di questo colore è dovuta al fatto che le molecole di acqua solvatano lo ione rame Cu (II) e l'energia di questa interazione elettrostatica (che non è un legame dativo) fortunatamente capita nel campo del visibile ed è la stessa energia della lunghezza d'onda blu.

Ora, siccome su internet non sono riuscito a trovare approfondimenti su questa teoria qualcuno potrebbe linkarmi del materiale inerente a questo? Ed infine, se calcolassi il Delta H di idratazione questo, dovrebbe essere uguale all'energia della radiazione blu?

Un 6,022 * 10^23 grazie a chiunque mi risponderà.
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Non ho idea di quale sia la risposta alla tua domanda, ma aggiungo un ulteriore elemento.
Anche il cristallo è blu.
Il colore del cristallo e il colore della soluzione si spiegano con la stessa teoria? Cioè, dipendono dallo stesso fenomeno?
In caso positivo non credo che dipenda dalla solvatazione dello ione in soluzione.

Comunque nel cristallo l'atomo di rame è coordinato da 4 molecole di acqua e dai due ioni solfato, mentre in soluzione è presente in forma [Cu(H2O)6]2+ (fonte Wikipedia); in pratica la struttura è sempre ottaedrica (e distorta per l'effetto Jahn-Teller) a causa della particolare configurazione elettronica del rame2+ ( 3d9) ma coordinata da un numero diverso di molecole di acqua. Da questo deduco che non è l'interazione rame-acqua la responsabile del colore.

sempre secondo wiki "Il colore blu è dovuto a bande di assorbimento d-d all'interno del complesso" che, se ho ben capito, dovrebbe significare che gli elettroni d possono eccitarsi facilmente ad uno stato energetico superiore e ricadere emettendo luce nel blu.

Sempre disponibile ad essere smentito!!! In quanto non ho studiato queste cose, le ho solo dedotte  *Fischietta*

Interessante riflessione verrebbe da farla per confronto di composti simili (per esempio solfati di argento e oro) o altri complessi ottaedrici, ma anche per il solfato rameoso e per i solfiti del rame. Ma di tutto questo non ho alcuna esperienza  :-P

Edit. configurazione elettronica del rame2+
--> Fabio

La curiosità è la fonte del sapere
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In soluzione si va a costituire subito il complesso Cu(H2O)6 2+ di geometria ottaedrica un poco distorto per effetto Jahn-Teller. Nell'allegato ti ho fatto lo schema secondo le tre teorie principali del complesso che si è formato, come noti c'è un elettrone spaiato che compare in tutte e tre. Il colore blu è dovuto al fatto che questo complesso assorbe il colore complementare del blu (cioè quindi giallo-arancione) perciò tu vedi il complesso colorato di blu. Assorbendo la radiazione gialla un elettrone, come vedi bene con la teoria del campo cristallino, è capace di saltare sull'eg e tornando indietro rilascia energia come radiazione luminosa.

   
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(2020-01-08, 15:46)FLaCaTa100 Ha scritto: In soluzione si va a costituire subito il complesso Cu(H2O)6 2+ di geometria ottaedrica un poco distorto per effetto Jahn-Teller. Nell'allegato ti ho fatto lo schema secondo le tre teorie principali del complesso che si è formato, come noti c'è un elettrone spaiato che compare in tutte e tre. Il colore blu è dovuto al fatto che questo complesso assorbe il colore complementare del blu (cioè quindi giallo-arancione) perciò tu vedi il complesso colorato di blu. Assorbendo la radiazione gialla un elettrone, come vedi bene con la teoria del campo cristallino, è capace di saltare sull'eg e tornando indietro rilascia energia come radiazione luminosa.

Io non ho ben capito lo schema allegato, potresti spiegarlo per favore?  *Hail*
--> Fabio

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Tutti e 3 gli schemi rappresentano sempre il complesso Cu(H2O)6 2+.
Il primo è quello della teoria del legame di valenza (VB), lo ione rameico ha una configurazione elettronica [Ar] 3d9 per cui ho scritto gli orbitali 3d e li ho riempiti con 9 elettroni secondo la regola dell'aufbau. A questo punto gli elettroni dei legenati (2 per ogni molecola di acqua) dovranno per forza andare a situarsi in orbitali più esterni del metallo. I 4s, 4p, 4d, sono liberi per cui verranno sistemati li ma ne bastano 6 perchè 6 sono i leganti. A questo punto allora verranno utilizzati 1 orbitale s, 3p e 2d dando una ibridizzazione sp3d2 che implica una geometria ottaedrica del complesso come in effetti è. La teoria VB però non spiega per esempio perchè il complesso sia colorato e in altri casi neppure il paramagnetismo (caso della molecola di O2).
Il secondo schema è relativo alla teoria del campo cristallino. I leganti vengono considerati come cariche negative puntiformi che nel caso di un complesso ottaedrico si avvicinano dai vertici della doppia piramide a base quadrata che descrive la geometria. Dei 5 orbitalii 3d del metallo 2 si splittano ad energia superiore (sono direzionata verso l'arrivo dei leganti per cui risentono della repulsione di carica) e 3 a energia inferiore (non sono direzionati verso i leganti) per la regola del baricentro energetico. La differenza di energia tra le due situazioni è il delta ottaedrico. Col campo cristallino risulta spiegato il perchè il complesso è colorato: un elettrone saltando al livello energetico superiore e poi ritornando indietro rilascia una radiazione luminosa.
Il terzo schema è relativo alla teoria degli orbitali molecolari (MO) dove gli orbitali atomici si combinano per dare quelli molecolari, avendo 15 orbitali atomici (9 del metallo e 6 dei leganti) avrò 15 orbitali molecolari. Da spiegare qua è molto lungo e complicato ma basta sapere che le coppie elettroniche dei leganti si vanno a posizionare negli orbitali sigma sottostanti al piano degli orbitali atomici, mentre quelli del metallo sono sopra. Si nota sempre il delta ottaedrico del campo cristallino. Questa teroria è la più completa perchè spiega tutto: colore, geometria, proprietò magnetiche etc...
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[-] I seguenti utenti ringraziano FLaCaTa100 per questo post:
A.Berenini, luigi_67
Grazie della spiegazione :-)
--> Fabio

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Solo appena un po' OT, posto il link di foto e video macro dei citati cristalli blu

https://www.instagram.com/p/B7Dtmh9I7SO/...tkbkmfmztd
--> Fabio

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