Hay algunas maneras de explicar el color del oro.
1. Propiedades físicas y químicas.
2. Enlace metálico
3. Teoría de la banda
4. MOT y teoría del campo de cristal
5. Química superficial
- El enlace fuerte consiste en átomos de metal cargados positivamente en posiciones fijas, rodeados de electrones deslocalizados. Estos electrones deslocalizados a menudo se denominan “un mar de electrones” y pueden ayudar a explicar por qué el cobre y el oro son amarillos y naranjas, mientras que la mayoría de los otros metales son de plata.
- El color de los metales puede explicarse por la teoría de bandas, que supone que los niveles de energía superpuestos forman bandas.
La movilidad de los electrones expuestos a un campo eléctrico depende del ancho de las bandas de energía y su proximidad a otros electrones. En sustancias metálicas, las bandas vacías pueden solaparse con bandas que contienen electrones. Los electrones de un átomo en particular pueden moverse a lo que normalmente sería un estado de nivel superior, con poca o ninguna energía adicional. Se dice que los electrones externos están “libres” y listos para moverse en presencia de un campo eléctrico.
Algunas sustancias no experimentan solapamiento de banda, sin importar cuántos átomos estén cerca. Para estas sustancias, queda una gran brecha entre la banda más alta que contiene electrones (la banda de valencia) y la siguiente banda, que está vacía (la banda de conducción). Como resultado, los electrones de valencia están unidos a un átomo en particular y no pueden volverse móviles sin una cantidad significativa de energía disponible. Estas sustancias son aislantes eléctricos. los semiconductores son similares, excepto que la brecha es más pequeña y cae entre estos dos extremos.
El nivel de energía más alto ocupado por los electrones se llama energía de Fermi, nivel de Fermi o superficie de Fermi. Si la eficiencia de absorción y reemisión es aproximadamente igual en todas las energías ópticas, todos los diferentes colores en la luz blanca se reflejarán igualmente bien . Esto conduce al color plateado del hierro pulido y las superficies plateadas.
La eficiencia de este proceso de emisión depende de las reglas de selección. Sin embargo, incluso cuando la energía suministrada es suficiente y las reglas de selección permiten una transición del nivel de energía, esta transición puede no producir una absorción apreciable. Esto puede suceder porque el nivel de energía acomoda una pequeña cantidad de electrones.
Para la mayoría de los metales, una sola banda continua se extiende hasta altas energías. Dentro de esta banda, cada nivel de energía acomoda solo unos pocos electrones (a esto le llamamos densidad de estados). Los electrones disponibles llenan la estructura de la banda hasta el nivel de la superficie de Fermi y la densidad de los estados varía a medida que aumenta la energía (la forma se basa en qué niveles de energía se amplían para formar las diversas partes de la banda).
Si la eficiencia disminuye con el aumento de la energía, como es el caso del oro y el cobre, la reflectividad reducida en el extremo azul del espectro produce colores amarillos y rojizos. - El oro es tan maleable que puede ser golpeado en una hoja de oro de menos de 100 nm de espesor, revelando un color verde azulado cuando la luz se transmite a través de él. El oro refleja amarillo y rojo, pero no azul o azul verdoso. La transmisión directa de luz a través de un metal en ausencia de reflexión se observa solo en casos excepcionales.
- Muchos metales crean la ilusión de ser coloreados. El color se puede atribuir a una capa superficial muy delgada, como una pintura o tinte, o las capas de óxido delgadas pueden crear colores de interferencia (ver mariposas ) similares a los de las burbujas de aceite o jabón.
