Koper(II)sulfaat

Jahn-Tellerverwringing van 'n d⁹-ioon

Watervrye kopersulfaat kristalliseer in 'n ortorombiese struktuur. Die sulfaatione het 'n tetraëdriese vorm. Die koperione het 'n 3d⁹-konfigurasie. Daar kort dus net een elektron om die tien 3d-orbitale te vul. Mens kan sê daar is 'n gat: h⁺ Die koperione ondergaan Jahn-Tellerverwringing. Hulle is omring deur ses suurstofatome wat deel van die sulfaatione uitmaak, maar die omringing is 'n verwronge oktaëder. In 'n perfekte oktaëder sou die Cu-3d-orbitale in drie lae t_2g en twee hoër e_g-orbitale opgedeel wees en die een elektron wat kort sou in 'n tweevoudig ontaarde orbitaal sit. 'n Verlaging van die simmetrie splits die tweevoudig ontaarde orbitaal op in twee nie-ontaarde z²- en x²-y²-orbitale. Die gat h⁺ sit nou in die x²-y²-orbitaal en hierdie konfigurasie is stabieler omdat dit 'n laer totale energie besit. In die watervrye kopersulfaat se kristalstruktuur is die koperatoom daarom omring deur 'n verwronge oktaëder met vier kort Cu-O afstande en twee wat langer is.

Kopersulfaat vorm drie hidrate:

• Die monohidraat CuSO₄.1H₂O liggroenerig blou
• Die trihidraat CuSO₄.3H₂O groenerig blou
• Die pentahidraat CuSO₄.5H₂O diepblou

Termogravimetrie van die blou pentahidraat is in baie universiteite 'n gunstelingeksperiment om die werking van hierdie tegniek te demonstreer. Die stof verloor 14,1% van sy massa teen 100°C en nog 14,1% teen 140°C. Dit verteenwoordig die verlies van tweemaal twee watermolekules. Die laaste watermolekule word teen 240°C vrygestel. Teen 800°C is daar opnuut massaverlies omdat die sulfaat ontbind.[3]

${\displaystyle {CuSO_{4}.5H_{2}O}\xrightarrow {100C} {CuSO_{4}.3H_{2}O+2H_{2}O\uparrow }}$

${\displaystyle {CuSO_{4}.3H_{2}O}\xrightarrow {140C} {CuSO_{4}.1H_{2}O+2H_{2}O\uparrow }}$

${\displaystyle {CuSO_{4}.1H_{2}O}\xrightarrow {240C} {CuSO_{4}+H_{2}O\uparrow }}$

${\displaystyle {2CuSO_{4}}\xrightarrow {800C} {2CuO+2SO_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow }}$