¿Cuál es la fuente del color del osmio?

La respuesta está aquí .

En el artículo "La estructura de las bandas de energía y la absorción óptica en osmio" (Sov. Phys. JETP 63, 115 (1986)), Nemoshkalenko et al. informar las mediciones del índice de refracción complejo del osmio (que puede extraerse de la reflectividad y relacionarse con la conductividad compleja). A diferencia de los metales cúbicos como el oro, el osmio tiene una estructura cristalina hexagonal, lo que significa que sus propiedades ópticas no son isotrópicas. Luz con campo eléctrico en el plano del hexágono ($\mathbf{E}\perp \mathbf{c}$) tiene una reflectividad diferente a la luz con un campo eléctrico perpendicular al hexágono ($\mathbf{E}\parallel\mathbf{c}$), donde$\mathbf{c}$es el vector de red normal a los hexágonos.

Consulte la Figura 1(b), que es la reflectividad medida (el rango visible corresponde a ~1,75-3 eV). Como señaló @JohnRennie, hay una caída de reflectividad en el rojo (lo que los autores llaman banda de absorción B), especialmente para$\mathbf{E}\parallel \mathbf{c}$, lo que conduce a un color más azul.

Los autores explican este comportamiento calculando la estructura de bandas de osmuim. Encuentran que la teoría predice que la banda de absorción B ocurrirá debido a un par de transiciones electrónicas (sus bandas$7\to 8$y$8\to 9$), que describen como$d\leftrightarrow p$Transiciones de tipos.

Como suele ser el caso con los metales, el color se describe por absorción entre bandas. Esencialmente, tienes un cristal con un lío de bandas de energía, cuyos detalles son el resultado del tipo de red, los diversos orbitales electrónicos en cada átomo, los acoplamientos entre ellos y otras interacciones como el acoplamiento espín-órbita. Para energías bajas, la conductividad generalmente está dominada por el comportamiento de electrones libres (similar a Drude). Cuando la energía del fotón coincide con la diferencia de energía entre una banda ocupada y una desocupada, se obtiene la absorción entre bandas. Esta es, por ejemplo, la razón por la cual el cobre y el oro tienen sus colores, pero el platino y la plata parecen incoloros (Pt y Ag no tienen transiciones entre bandas en el rango visible o inferior). Para el osmio, aparentemente una banda con$d$-el carácter orbital está lleno de electrones, y con fotones en el rango de 1-1.5 eV (con$\mathbf{E}\parallel \mathbf{c}$para hacer funcionar los elementos de la matriz) puede promover esos electrones a otra banda con$p$-carácter orbital. Lo que es un poco interesante sobre el osmio es que también hay una serie de transiciones de baja energía (infrarrojas), que lo distinguen del Pt, Ag, Au, Cu, etc.

Encontré espectros de reflexión de osmio aquí , y los he graficado para que puedas ver cómo se ven:

(el artículo no aclara qué$R_1$y$R_2$- presumiblemente son coeficientes de reflexión de alguna forma)

Básicamente, el osmio no tiene color. En comparación con el oro y el cobre, el espectro es aburridamente plano. Es sólo si hacemos zoom en el$y$eje que podemos ver lo que está causando el color:

Esto muestra que la reflectividad tiene un pico para la luz verde (500 - 550 nm) y la reflectividad realmente cae para la luz azul (el lado izquierdo del gráfico). Él$R_2$la reflectividad se mantiene en el extremo rojo (el lado derecho del gráfico) aunque$R_1$cae y presumiblemente es la reflectividad reducida en el extremo rojo lo que causa el tinte azul (sería útil si el artículo explicara exactamente qué$R_1$y$R_2$están). Sin embargo, este es un efecto muy pequeño. Sospecho que es solo la sensibilidad de la percepción humana del color lo que hace que el tinte azul sea detectable.

En última instancia, este es un "No sé" glorificado como sugirió en su pregunta. Mi punto es que en realidad no hay características de absorción como las que se obtienen con el oro y el cobre, por lo que es poco probable que el ligero tinte se deba a una característica electrónica específica.

Una nota al pie:

De acuerdo con esta página en el sitio que vinculé arriba de las reflectividades$R_1$y$R_2$se utilizan para minerales pleocroicos, es decir, minerales en los que la reflectividad de la luz polarizada plana depende de la orientación de la luz con respecto al mineral. Dada la diferencia entre$R_1$y$R_2$para la luz roja que sugiere que el tinte azul dependería de la orientación si el osmio se ve en luz polarizada.