二氯合铜（Ⅰ）离子应该具有什么颜色？

　

（四川轻化工学院基础部 郑万里）

　

在无机化学教科书和实验指导书中，对于CuCl2-离子的颜色，有着多种不同的描述。有人认为这种离子的颜色是“极淡的黄色”；有人认为是“泥黄色”或“土黄色”；还有人认为应是“深棕色”。对同一种离子的颜色描述有如此大的分歧，这在当代无机化学教科书中是罕见的。

到底CuCl2-离子应该具有什么颜色呢？配位化合物的晶体场理论可以帮助我们回答这个问题。根据晶体场理论，中心离子在配位体电场的作用下，它的原来能量相等的5个d轨道发生能级分裂；有的d轨道能量高一些，有的d轨道能量低一些。处于较低能量d轨道上的电子，吸收可见光中一部分适当波长的光波时，可跃迁到有空位的较高能量的d轨道上。这就是所谓的“d-d跃迁”。而未被吸收的那部分可见光所呈

的中心离子Cu2+是一个d9体系，d轨道并未全满；能量较低的d轨道上的电子吸收可见光中的橙黄色光和部分红色光后，就能跃迁到有空位的

个d轨道已经全满，没有发生d-d跃迁的可能。因此Cu（NH3）2+是一

d10体系的Cu+，同样不可能发生d-d跃迁。因此，可以肯定地说，CuCl2-离子不会是有色的而只能是无色的离子。认为这种离子具有这样或那样的颜色，势必陷入理论与实际脱节的矛盾之中。

为了给以上的理论分析提供必要的证据，我们安排了一些小实验。这些实验可以证明：CuCl2-络离子确实是无色的。

将3mL浓盐酸与3mL浓度为1mol／L的CuCl2溶液加入试管中，再加入铜粉约0.5g。用事先准备好的橡皮塞将试管严格密封。摇动试管，1～2min后，溶液颜色消失。停止摇动，让多余的铜粉沉降下来。试管中为无色透明的溶液。取出此种无色溶液1mL,放入盛有50mL蒸馏水的小烧杯中，立即有白色沉淀生成。有关的化学方程式如下：

上述实验充分证明，CuCl2-离子是没有颜色的络离子。此外，我们还曾经在严格密封的条件下，将CuCl2-的溶液长期保存达三个月之久，该溶液自始至终保持无色透明。这进一步说明，在绝氧条件下，CuCl2-是稳定的无色的离子。

那末，为什么人们在过去对CuCl2-络离子的颜色会有不同的描述呢？我们认为这主要是实验方法不同而引起的。过去制备CuCl2-的典型方法，是在不密封的条件下用浓盐酸、CuCl2和金属铜混合后，进行加热反应。在这种条件下，生成的CuCl2-有一部分因接触空气而被氧化：

4CuCl2-＋O2＋4H++8Cl-=4CuCl42-+2H2O

这种氧化反应完全可以直接地明确无误地观察到。首先，按照前面所述的方法在密封条件下制得无色透明的CuCl2-溶液。然后打开试管的胶塞。在空气和无色溶液的界面上，可观察到棕色物质迅速地生成。将溶液小心地倾入一小烧杯，使溶液充分接触空气。很快地，溶液变为棕色，最后变为深棕色。这与在严格密封的条件下CuCl2-可长期保持无色，形成鲜明对照。由此可见，棕色或深棕色不是Cu（Ⅰ）氯配合物的颜色，而是Cu（Ⅱ）氯配合物的颜色。