前些天接触一些黄金,突然想到其颜色,为什么是黄色?
毋庸置疑,颜色的产生大多与电子结构有关。
如果按照半导体能带理论,金属能带都是关闭的,带隙以上能量的辐射将会被吸收,怎么会出现颜色差异?
另外,Ag和Au同属一个族,外层电子结构一样,为什么颜色差异这么大?
tutm老师曾经发过
颜色机理,但我没有从中得到满意答案。
于是我在网上转悠了一阵子,发现了其原因:
金的5d-6s电子之间存在能量为2.4eV的共振,吸收了绿光,所以呈现黄色;而银的4d-5s电子之间的能量较高,约3.7eV,在紫外,而在可见光内没有吸收,所以呈亮白色。铜具有红色,不难用电子在3d和外轨道之间的共振解释,这里有一个从Cu到Au的不连续,这个很难用经典理论解释,对于
Au,5d-6s之间能隙的大幅度收缩涉及到相对论效应。
具体答案在
《Relativistic Quantum Theory of Atoms and Molecules》by I.P. Grant这一书的第47页,已经有人放出电子版,有兴趣的自己下载玩玩看吧。
另外,纳米银粉是黑色的,这是小尺寸粒子散射效应引起的,这是另一个领域的问题了,和银的本征颜色无关,不多说了。
//哦,因为这些只是基本知识讨论,又没有我的原创工作,所以谢绝参加原创大赛,望官人见谅。