單質金(Au)為什麼是金色，而不是普通金屬的銀白色？ - GetIt01

從微觀機理上解釋顏色比較複雜，首先要明確，顏色的產生並不只是光反射那麼簡單，不同類型的物質產生顏色的機理是不一樣的。

先介紹一個概念，原子內電子能量存在價帶，導帶 ... 標籤：化學物理化學物理學結構化學顏色 單質金(Au)為什麼是金色，而不是普通金屬的銀白色？ 12-14 電子能級問題，相對論效應使6s軌道收縮，5d和6s能帶靠的非常近，5d電子很容易吸收藍顏色的光，反射回來的就是黃色。

金的6s電子因為相對論效應收縮（6s2惰性電子對效應），能級下降，使5d軌道電子躍遷到6s軌道能量降低，吸收波長更長能量更低的可見光，藍光，顯出反色金色。

而相比金，銀是從4d軌道電子躍遷到5s能級，需要更高的能量，吸收紫外光顯示銀白色。

【摘自】金子為什麼是金色｜混亂博物館―――――――――――― 這是一件99.99%高純度的金標本。

你有沒有想過，為什麼別的金屬總是銀白色，唯獨金子（Au）是高貴的金黃色？ 然而你相信嗎？這些液體的繽紛色彩，也來自貨真價實的金，而且是金屬狀態的金。

?――――――――――――――――――我們從小就知道「黃燦燦的金子」，可你有沒有想過為什麼大多數金屬都是銀色，金子偏偏就是金色？這個問題可遠比一般人想像得博大精深多了。

首先，所謂金色就是黃色帶有強烈的反光，即所謂「金屬光澤」。

與表面平滑帶來的光澤不同，金屬只要沒有研成極細的粉末，即便表面粗糙也能熠熠生輝。

這是它們獨特的材料屬性，與它們良好的導電性關係密切。

我們在中學時代就知道，金屬容易失去最外層的電子，在金屬晶體內部形成一個自由電子的汪洋大海，這給金屬帶來了良好的導電性。

同時，這些自由電子也形成了一個等離子體，可以與電磁波相互作用。

光是電磁波，當它撞上金屬的表面，就會在電子汪洋中掀起漣漪，消耗很多能量。

同時，光具有粒子性，不能合併或拆分，物質必須一個一個地吸收它們。

——出於這些量子力學機制，只有那些能量非常高的光才能被金屬吸收。

可見光能量太低，全被反射掉了。

這讓金屬煥發出極強的白色光澤，或者說「銀色」。

但黃金的原子序數頗高，這使得它們不但受這些量子機制的約束，還顯著地體現出了相對論效應——我們用相對論量子化學研究它。

簡單地說，原子周圍束縛著很多電子，它們按照能量高低分層排布，最外層的電子決定了原子的大部分物理、化學性質。

而Au原子有六層電子，最內層的那個電子有極高的能量，可以認為是以65%的光速飛馳，狹義相對論帶來的質量效應不可忽略。

這個電子因此變得沉重，軌道半徑縮小，使得最外層電子的軌道也跟著縮小，因此變得格外穩定，穩定的外層電子給金帶來了相當穩定的化學性質。

在自然界中，它幾乎是唯一一種總以單質形態出現，不需要冶煉就能獲得的金屬元素，這讓它所有古老文明中都佔據了極重要的位置。

不僅如此，更小的軌道半徑使得金原子的外層電子更加容易躍遷。

體現在宏觀上，就是可以吸收能量更低的光子——比如可見光中的藍紫光。

由於顏色的互補原理，它們就展現出了鮮艷的橙黃色。

但事情並沒有就此結束。

我們既然知道了金色的來源，就有機會改變它們的顏色：金子研磨成粉通常還是金色，可以用作昂貴的顏料甚至化妝品。

但如果我們採用一些特殊的手段，製備出納米尺度的超細金粉，就會發現它們在水中形成了深淺不同的紅色膠體。

如果進一步控制顆粒的形狀，就能讓它們變出赤橙黃綠青藍紫等各種顏色。

這是因為納米級的金顆粒尺寸太小，其中的自由電子不足已形成汪洋，只能形成水窪，可見光在其表面掀起的電磁波漣漪會強烈地共振，影響可見光的吸收頻率，就如同鬆緊不同的琴弦能奏出豐富的樂音，形狀不同的金顆粒也發出了絢麗的色彩。

沒人解釋一下銅為啥是紅色嗎 首先，是金核外電子的能級結構決定了它對白光（可見光範圍內按一定頻率能量密度分布的複色光）的吸收和反射光譜。

然後這些反射的光子，射到你的視網膜感光細胞上，讓你的幾種不同色覺細胞產生了一種神經信號組合。

隨後，你的大腦按照某種方式解讀處理這種信號組合，把這種信號認為是黃色的⊙_⊙ 謝邀。

從微觀機理上解釋顏色比較複雜，首先要明確，顏色的產生並不只是光反射那麼簡單，不同類型的物質產生顏色的機理是不一樣的。

先介紹一個概念，原子內電子能量存在價帶，導帶和禁帶；簡單來講，價帶就是原子處於穩態時電子的能量狀態；導帶就是電子吸收能量，受到激發後的能量狀態；禁帶即價帶和導帶之間的能量間隙，即禁帶對應的能量是不可能存在電子的。

電子在原子核周圍運動是存在能級的，每個能級都有其相應的價帶，導帶和禁帶。

電子吸收能量會發生躍遷，從價帶躍遷至導帶，但是如果吸收的能量不足以使其跨越禁帶，那這部分能量便不會被吸收，電子也不會發生躍遷。

有了以上的概念，就可以解釋下物體為什麼會有顏色。

既然題主提到的都是金屬，那我們這裡就只介紹金屬產生顏色的機理。

金屬是一種比較特殊的物質，它的電子能量狀態幾乎是連續的，也就是說，金屬可以看成沒有禁帶，其電子可以隨意躍遷，換句話說，金屬可以吸收任何大小的能量，也就可以吸收任何波長的光。

因此，當光照在金屬表面時，會被金屬原子全部吸收。

原子吸收了光子的能量後，發生電子躍遷，電子躍遷到了導帶中，處於激發態。

而激發態是高能量狀態，是不穩定的，原子為了保持穩定，會讓電子再次躍遷至低能量狀態，此時電子就會釋放出能量。

釋放出的能量一部分以光的形式放出，如果釋放出的光的波長恰好在可見光波長範圍內，就表現出金屬的顏色。

由於不同金屬的能帶結構不同，釋放出光的波長也不同，因此就表現出不同的顏色。

金顯示高貴的金黃色就是因為其能帶結構和其他金屬不同。

說通俗一點，就是金吸收了全部的光，電子躍遷到高能狀態再躍遷回來，放出的能量恰好是金色的光。

（以上回答為了好懂一點，可能存在偏差，不過大概原理是沒錯的） 根據晶體場理論好像【第一次在知乎回答問題，好緊張。

大一無機化學學的知識差不多快忘記了，不敢隨便回答(?￣???￣??)】 分界線—————————————————————這學期考結構化學，我看了一下好像過渡元素配合物產生顏色是因為發生d軌道分裂，電子產生d-d躍遷 我記得p大的教授做出過赤橙黃綠青藍紫的金 用Drude模型解釋，就是等離子體頻率比較小。

不是太懂，我想的是可能是他們本身組成原子的排列方式不同所造成的。

微觀觀察金可以是黑的，還可以是紅的 白光照射到物體表面與物體發生相互作用，反射的光譜決定了物體的顏色。

而不同波長的光與物質的相互作用不同，這取決於物質的核外電子結構結構。

金的核外電子結構決定其能部分吸收藍光波長的光，使反射的光偏黃色。

當然，光與物質的相互作用還與物質尺寸相關，納米顆粒的金就不是黃色。

這個是一個成像系統的問題，當然與成像的物體特性和成像方法的選擇有關，給予人眼這種光學成像系統，他就是上面大家解釋的顏色and為什麼。

本來這個世界上存在兩種金屬單質，一種偏黃色，閃閃發光，古人覺得很好看，但是覺得有點高貴，不同於一般的黃色，於是想了一個字來給它命名，那就是金。

同理，銀也是這樣來的。

如果當時有個抖機靈的人，偏偏要把這個偏黃色的閃閃發光的金屬叫做銀，那現在我們都會稱呼它為銀了。

所以，仔細想想，這個問題是不是很弱智？稱呼是人取的而已。

就跟安，牛，伏等單位一樣。

你要是不甘心，穿越回去，在發現金的時候，給它命名為狗剩，那現在我們都會成為金為狗剩了。

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