Es posible que se sorprenda con qué frecuencia surge esta pregunta o cuánta información está disponible con una simple búsqueda en Google de la web.
Los metales se colorean porque la absorción y reemisión de la luz dependen de la longitud de onda. El oro y el cobre tienen baja reflectividad en longitudes de onda cortas, y el amarillo y el rojo se reflejan preferentemente. La plata tiene una buena reflectividad que no varía con la longitud de onda y, por lo tanto, aparece muy cerca del blanco. 26 de julio de 2013
¿Por qué la mayoría de los metales son grises / plateados? – el intercambio de pila de física
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Respuesta aportada por Danu y Johannes en ese sitio:
¿Por qué la mayoría de los metales aparecen de color plateado, con el oro como excepción?
No es sorprendente que la respuesta a esta pregunta se base en gran medida en la teoría cuántica, pero la mayoría de las personas se sorprenderán al escuchar que la respuesta completa trae consideraciones relativistas a la imagen. Estamos hablando de efectos relativistas cuánticos.
La parte cuántica de la historia nos dice que el color de metales como la plata y el oro es una consecuencia directa de la absorción de fotones por los electrones d. Esta absorción de fotones da como resultado que los electrones d salten a los orbitales. Típicamente, y ciertamente para la plata, la transición 4d → 5s tiene una gran separación de energía que requiere fotones ultravioleta para permitir la transición. Por lo tanto, los fotones con frecuencias en la banda visible tienen energía insuficiente para ser absorbidos. Con todas las frecuencias visibles reflejadas, la plata no tiene color propio: es reflectante, una apariencia a la que nos referimos como ‘plateado’.
Ahora el bit relativista. Es importante darse cuenta de que los electrones en los orbitales s tienen una probabilidad mucho mayor de estar cerca del núcleo. Hablando clásicamente, estar cerca del núcleo significa velocidades más altas (cf velocidad de los planetas internos en el sistema solar con la de los planetas externos).
Para el oro (con número atómico 79 y, por lo tanto, un núcleo altamente cargado), esta imagen clásica se traduce en velocidades relativistas para los electrones en los orbitales s. Como resultado, una contracción relativista se aplica a los orbitales s de oro, lo que hace que sus niveles de energía se acerquen a los de los orbitales d (que están localizados lejos del núcleo y, en términos clásicos, tienen velocidades más bajas y, por lo tanto, se ven menos afectados por
relatividad). Esto desplaza la absorción de luz (para el oro principalmente debido a la transición 5d → 6s) del ultravioleta hacia el rango azul de frecuencia más baja. Entonces, el oro tiende a absorber la luz azul mientras refleja el resto del espectro visible. Esto causa el tono amarillento que llamamos ‘dorado’.
La reflectividad en función de la longitud de onda. La luz púrpura / azul corresponde a 400 – 500 nm, el extremo rojo del espectro visible a aproximadamente 700 nm.
Ver: el color del oro, la química cuántica relativista.
y en un comentario sobre esa respuesta:
de hecho, el color del cobre puede entenderse de manera no relativista. Aparentemente, en cobre, el 3d lleno está menos protegido por las subcapas syp Relatividad en química
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¿Qué le da oro a ese resplandor suave? por John Walker, marzo de 2006
¿Alguien puede explicar en términos atómicos por qué la mayoría de los metales aparecen de color gris plateado en colo … – Trivia divertida
