Il. Những nguyên tử nhiều màu
Trang thai của ion trong dung dịch chịu ảnh hưởng ngoại trường của các phân tử
dung môi. Trong các tinh thể chất rắn, nguyên tử hay ion chịu tác động của một số nguyên tử hay ion nằm gắn nó nhất. Các nguyên tử và ion trong mạng lưới tinh thể
liên tục gây ra những đao động. Khi ấy khoảng cách giữa các hạt kể nhau khi thì bé
hơn, khi thì lớn hơn khoảng cách cân bằng. Điều này gây ra sự tương tác khi thì manh hơn, khi thì yếu hơn giữa chúng với nhau bởi vì các hạt nhân nguyên tử lúc gắn nhau, lúc cách xa nhau. Tác động của những hạt ở gắn đến nguyên tử hay ion làm phá vỡ su phân bố điện tích dương và âm bên trong nó. Trong phân tử xuất hiện
hai cực (hình 26) nghĩa là xảy ra sự phân cực phân tử.
Nếu ảnh hưởng của hạt có cực đủ lớn, thì nguyên tử hay ion ở cạnh bắt đấu bi biến dang, nghĩa là có sự phân bố luôn luôn không đồng đều mật độ electron xung quanh hạt nhân. Khi số hạt ở cạnh đủ nhiều, nó chịu sự phân cực nhiều phía, dẫn đến sự biến dang nhiều phía. Nó được trình bày dướu dạng khuếch đại hình 27
Những lực hút phụ sinh ra giữa các ion có ảnh hưởng đến tương tấc của các
| ee fs
Hình 26: Sự phân cực Hình 27: Sự biến dang phân tử dưới tác dụng nhiều phía
của các phân tử bên
nguyên tử tạo thành mạng lưới tinh thể. Anh hưởng này làm thay đổi màu của chất, nếu như chất tao ra mộ số kiểu tính thể.
Lưu huỳnh có thể có màu khác nhau, từ vàng sáng đến nâu sim, tùy thuộc vào chỗ nó có cấu trúc tinh thể như thế nào. Các dạng thù hình khác nhau của photpho:
trắng, vàng, đỏ, nâu, tím den và một số màu khác (tổng cộng đến 11) có những tính chất vật lý và hóa học khác nhau. Bởi lẽ những tính chất này, cũng như là màu sắc đều phụ thuộc vào trạng thái electron. Cùng những nguyên tử như nhau, nếu phân bố trong không gian một cách khác nhau có thể tạo ra một chất hoặc là điện môi hoặc
là chất có tính dẫn điện. Cấu trúc của Photpho đen dẫn điện, vé tính chất thì nó
Trang 52
Luộa vôn tốt ngập Cấu tạo phân tử và màu sắc
giống như than chi: ví dụ như màu sắc, độ rắn, độ bén ngoài không khí và một số
dấu hiệu khác. Chỉ có một điều là photpho đen dẫn điện kém hơn than chì rất nhiều.
Cacbon cũng là một ví dụ tiêu biểu về sự biến đổi màu và tính chất tùy thuộc vào cấu trúc thù hình. Đó có thể là kim cương trong suốt có các mặt lấp lánh và than chì ta cũng có thể biến thành kim cương.
II. Cơ chế xuất hiện nhiều mau của cùng một nguyên tử
Ta có thể giải thích sự thay đổi mau là do sự biến đổi trang thái electron gây nên và có liên quan với sự thay đổi cấu trúc bằng dao động tinh thể. Giả sử rằng các
hat trong tinh thể được cố định một cách bất động . trong trường hợp như vậy thì hạt
Hình 29: Ảnh hưởng của sự phân cực đến vị trí của
nguyên tử trong mene lưới chau thể
Oe ©*si+©+
nào cũng chịu ảnh hưởng đối xứng hoàn toàn (hình 29a). Sự biến dạng xuất hiện từ các hạt khác nhau ở gắn nhau sẽ bù trừ cho nhau. Thế nhưng trong thực tế thì trong
tinh thể không ngừng điển ra những dao động. Trong những dao động ấy, khoảng
cách giữa các hạt bị thay đổi và làm cho sự phân bố các điện tích thay đổi theo, tức
là gây ra sự phân cực (hình 29b). Nếu tác đông phân cực của các hạt lân cận và độ
Trang 53
Luda wan tốt ngưệp Cấu tạo phân tử và mau sắc
biến dạng riêng của các ion hay nguyên tử là đủ, thì điều đó sẽ ảnh hưởng đến các
trạng thái electron, làm cho chúng có thể tiếp nhận các lượng tử ánh sáng trông thấy.
Nếu các đao động lớn hay được tăng cường bằng cách đun nóng chẳng hạn, thì
sự biến dang phát sinh làm ting sức hút của các electron va tính chất dao động có
quy luật bị phá vỡ (hình 29c) các hạt tiếp tục gần nhau hơn và diéu ấy làm thay đổi cấu trúc tinh thể của chất. Do sự thay đổi đó mà có thể là ion được bao gọn giữa những ion lân cân nim sát nó hơn. Đôi khi còn thay đổi cả số lượng ion này nữa ;
một số trong các ion lân cân đã trở nên gắn hơn (ba trong số bốn cation hình 29c) còn các ion khác thì trở nên xa hơn so với trước đấy.
Ví dụ về sự tạo thành nhhững hợp chất có màu khác nhua như là dạng vàng và dạng da cam của chì oxit PbO. Dạng thứ nhất tương ứng với cấu hình hệ thoi, còn dạng thứ
hai tương ứng với cấu hình tứ giác.
Anh hưởng của cấu trúc đến màu sắc còn thể hiện ở những hợp chất phức tạp hơn. Chẳng han chì crômat PbCrO, có thể là dạng vàng sm (mang lưới tinh thể đơn tà), có thể là dạng vàng sáng (cấu trúc hệ thoi). Do đó sự biến đổi cách sắp xếp không gian dẫn đến sự thay đổi màu cũng có thể xảy ra đối với một nhóm nhiều nguyên tử. Điều đó thể hiện trong chì crômat phân tử có sáu nguyên tử.
Trang 54
Luện văn tốt nghướp Cấu tạo n tử và màu sắc
Hình 31: (a) Gaphite; (b) Kim cương
Trang 55
tuộn vớa tốt ngập Cấu tạo phân tử và màu sắc