Các anion và cation trong dung dịch được bao quanh bởi một lớp dung môi.
Lớp phân tử tiếp giáp trực tiếp với ion được gọi là lớp sonvat (lấy từ tiếng solver - có nghĩa là làm tan) khó mà xác dinh được số phân tử tham gia vào lớp này. Thế nhưng chúng ta cần phải biết hiệu ứng của sự sonvat hoá.
Trong dung dich các ion có thể tác động chẳng những đến nhau mà còn đến các
phân tử dung môi bao quanh chúng và rồi các phân tử này cũng lại tác động đến các
ion.
Khi hoà tan và do sonvat hoá màu sẽ phát sinh ở ion mà trước đó không có
màu.
Vi dụ: CuF; và CuSO, khan màu trắng, còn các dung dich của chúng thì lại có mau
lam. Đó là mầu của ion đồng bị hidrat hoá. Vây quanh ion đồng ít nhất 6 phân tử H;O. Bốn phân tử liên kết chặt chẽ với nó, còn hai phân tử nữa liên kết yếu. Sự thay
thế các ion F va SO,” khó biến dang nằm quanh ion bằng các phân tử nước dễ phân
cực dẫn đến sự xuất hiện màu. Khi loại nước đi (bằng cách làm bay hơi chẳng hạn) thì xuất hiện những hidrat tinh thể có cùng màu. Bởi lẽ trong các hidrat tinh thểđó có chứa các phân tử nước. Chẳng hạn như trong hidrat tinh thể đổng sunfat CuSO,.5H,O
bốn trong số năm phân tử được phân bố xung quanh ion đồng, còn phân tử thứ năm
chiếm vị trí trung gian, vừa liên kết với Cu”, vừa liên kết với nhóm SO,” (hình 30)
Khi thay phân tử nước bằng amoniac thì màu đậm hơn. Các phân tử amoniac dễ
Hình 39: Sơ dé cấu tạo hidrat tinh thể đồng sunfat
bị biến dạng hơn và cường độ mau tăng lên. Khi đó cẩn phải tinh cation Cu** tương tác với amoniac một cách chặt chẽ hơn tạo ra ion phức (Cu(NH;),]?*. Phản ứng thông dụng đối với các rượu nhiều chức cùng đưa trên sự tăng cường độ màu của ion Cu”.
Kết tủa mau lam Cu(OH); chuyển thành mau đậm khi tao thành đồng glixêrat. Phân tử hữu cơ bị biến dang dé dàng dưới tác dụng của ion đồng. Về phía đồng thì sự biến
Trang 7Ì
Luộn vên tối ngập Cấu tạo phân tử và màu sắc
dang hiển nhiên là có ảnh hưởng đến độ bến của một trong số các electron d của
đồng. Nó trở nên có khả nang hấp thu những lượng tử song đài và chuyển sang trạng thái kích thích. Nếu anion dé biến dang bị đẩy khỏi vành dai cation bởi phân tử it phân cực hơn thỉ màu có thể hoàn toàn biến mất.
Ví dụ: Pbl; ở trạng thái rắn có mau vàng. còn trạng thái dung dịch thì không màu.
Khi hoà tan và phân ly tiếp theo ion I’ bao quanh Pb trong hợp chất rấn được thay
thế bằng các phân tử H;O khó biến dạng hơn. Mà một khi không có biến dạng thì mau cũng biến mất.
Sự thay dung môi này bằng một dung môi khác có thể ảnh hưởng đến mau của hợp chất mạnh hơn so với chỉ có sự hoà tan. Dung dịch màu cham CoC}, trong rượu etylic trở thành màu hồng khi pha loãng bằng nước. Thay cho mau lam thông thường của các ion đồng bị hidrat hoá mau lục xuất hiện khi ta hòa tan bột muối khan mau trắng CuCl, không phải trong nước mà trong rượu etylic.
Nguyên nhân biến đổi màu là độ biến dạng khác nhau của các phân tử dung
môi và cấc cation chịu tac dụng phân cực của các phân tử nước và etanol. Những
electron linh động dễ bị kích thích, có khả năng hấp thụ những lượng tử khác hơn của ánh sáng trông thấy. lon coban trong nước bị phân cực ít hơn và các electron (màu) của nó đòi hỏi những tia ngắn hơn. Nó cho đi qua hay phản xạ những tia sóng
dai, vì vậy mà dung dich nước của nó có mau hồng. Trong dung dịch rượu của đồng
phần tia cham giảm xuống trong các tia phản xạ và dung dịch rượu trở thành có màu
lục. Khi thay dung môi, màu thậm chí còn có thể biến mất hoàn toàn. lon màu như
một vật tàng hình: màu vàng của Pbl; trong nước biến mất. Màu biến đi là do chất bị phân li thành những ion riêng biệt không mau, khi ở chung trong kết tủa thì chúng lại tạo mau. Hiện tượng tương tự cũng diễn ra với các phân tử dime Al;Cl¿ chúng có mau cham trong etanol và mất mau trong nước bởi vì khi phân ly, nước ngăn cách
cdc cation Al’* và các anion C khỏi nhau.
Đôi khi màu biến đi mà chất thì vẫn không phân ly thành ion. Muối thủy ngân
iodua Hgl; có mau đỏ sáng trở nên hoàn toàn không màu khi hòa tan trong ete. Các
nhà nghiên cứu chuyên môn xác định rằng các phân tử nim trong dung dịch ở dang không phân ly. Nguyên nhân mất màu như người ta giả định là sự giảm độ biến dạng
của các ion. Trong ete hình thành những phức sonvat kiểu [Hgl;(ete),]. Số hạt (ion, phân tử) chịu tác dụng phân cực của cation Hg”" tăng lên: bởi lẽ ngoài hai ion f dễ
biến dạng còn xuất hiện một số phân tử ete. Trường lực của cation bị chia nhỏ giữa
các hạt. Tác dụng của nó không còn đủ để làm tất cả các hạt nhân phân cực ngay trong một lúc. Độ biến dạng của mỗi một hạt là bé, còn ở các anion I thì nó trở nên
bé hơn nhiều so với ở trạng thái rắn. Hệ quả của sự thay đổi tương tác như vậy là sự
mất mau. Chỉ cin giảm một nữa tác động của cation thủy ngân hai điện tích đối với
anion iot để cho sự biến dạng của chúng giảm xuống đến mức phân tử trở nên không
Trang 72
Lugn wan tốt nghưệp Cấu tạo phân tử và màu sắc
mau, thâm chi nếu như kích thước của nó có tăng lên đi nữa. Day chính là hiện
tượng khi ta đổ vào kết tủa rực rỡ Pbl; hay Hgl, một lượng du dung dich kaliiodua.
Các ion [Pbl,} và [Hgl.}” déu không có màu trong ánh sáng trông thấy.
Ta biết rằng iot tính thể thực tế là không tan trong nước. Trong dung dịch H;SO,
100% nó tạo ra dung dịch màu hồng, còn trong oleum 30% thì dung dịch iot 0,5M có
màu nâu như trong rượu etylic. Các dung môi làm thay đổi trạng thai của các phân
tử và ion. Trong môi trường axit sunfuric đặc, hình thành những ion phức và ion đơn:
I,” mầu hồng, I” mầu cham, I,” mau cham.
Trang 73
Ludn van tốt ngập Cấu tạo phần tử và mau sắc
et
`
rà
Hình 40: CuSO,. SH;O (trái) màu xanh; CuSO, (phải) màu trắng
Hình 41: Kết tủa Hình 42: Dd CoCl, màu
Pbl; màu vàng tạo từ xanh thành màu hồng khi Pb(NO,), và Nai pha loãng bằng H;O
Trang 74
Luộn vên tốt ngập Cấu tạo phân tử và màu sắc
CHUGHG IX