¿Qué propiedades de un material determinan su color?

La estructura electrónica de un material determina su color la gran mayoría de las veces. Hay toda una rama de la química y la química física que se puede dedicar a este tema, pero su esencia básica tiene que ver con las transiciones electrónicas. Cualquiera que haya tomado un curso de química decente en la escuela secundaria sabe que los electrones en cualquier átomo en particular residen en niveles de energía cuantificados. Esto es lo suficientemente cierto para nuestros propósitos. Estos niveles de energía también existen en las moléculas y están sujetos a modificaciones en función de su entorno electrónico circundante: un gradiente de campo magnético podría dividir un nivel de energía en dos; un átomo que entra en una configuración más estable al unirse podría tener sus niveles de energía reducidos; El punto es que estos niveles de energía representan configuraciones distintas que están permitidas para los electrones que lo ocupan. No hay entre estados. Eso esta prohibido. Cuando un electrón pasa de un nivel de energía a otro, tendría que absorber o emitir la cantidad correcta de energía para hacer esa transición. Cuando emite dicha energía para moverse a un estado de energía más baja, esa energía sale del material como un fotón. Si la energía de transición de un fotón saliente coincide con una longitud de onda en el espectro visible, ese fotón se percibirá como luz de color. Así es como obtenemos cosas como luces de neón y espectroscopía de emisión. Por el contrario, si un fotón entrante con una longitud de onda en el espectro visible coincide con una energía de transición particular, entonces será absorbido preferentemente por el material. Así es como la gran mayoría de los objetos cotidianos obtienen su color. Podemos aprovechar esta relación con compuestos orgánicos aromáticos especialmente diseñados para hacer materiales con absorciones muy fuertes en el espectro visible, y así es como se inventan muchos colorantes artificiales.
Una cosa más: la única excepción a esta regla con respecto a cómo un material obtiene su color es cualquier material que deriva sus propiedades ópticas de su estructura física. Funcionan por difracción e incluyen elementos como ópalo, puntos cuánticos, materiales iridiscentes como piedra lunar y ammolita, ciertos exoesqueletos de escarabajos y tarjetas de pokemon “holográficas”.
PD: los metales de transición, como el hierro y la plata, tienen cantidades ridículamente enormes de niveles de energía; lo suficiente como para parecer una banda de energía continua (dos, en realidad, llamadas las bandas p y n. La banda p contiene electrones de valencia, y la banda n es la banda de conducción. En los semiconductores hay un espacio entre las dos bandas, llamado intervalo de banda, y este intervalo es lo que los hace útiles en chips de computadora Esta banda continua es la razón por la cual los metales son casi siempre de un tono plateado / gris / blanco. Si tiene casi todos los colores posibles representados en sus transiciones electrónicas, ¿qué más puede ser sino blanco / gris / plateado? El oro es una de las dos excepciones a esta regla, debido a los efectos relativistas en su transición 5d-6s. El cesio, el otro metal amarillento, es la otra excepción. El plomo no oxidado es ligeramente azulado y el cobre definitivamente es rojizo, pero no sé si esto también tiene que ver con correcciones relativistas, ya que nadie parece hablar de eso.