结晶体的色彩与结构有关，但两者并不是单一的“一种结构对应一种色彩”。晶体出现什么色彩，通常取决于物质对可见光的吸收方式，而晶体结构会通过原子排劣注配位环境、化学键和缺点状态，扭转这种吸收。与此同时，晶粒大幼、通明度、表表粗糙度以及观察厚度，也可能让统一种晶体出现出深浅分歧的表观。
因而，判断结晶体色彩与结构关系时，首先要分辨一个关键问题：变动的是原子或离子的电子结构，还是仅仅扭转了晶体的描摹和光学散射。前一种变动往往会带来真正的色彩扭转，后一种变动则更多阐发为色彩深浅、明暗和视觉鼓和度的差距。
当结构扭转了配位环境时，色彩通�；岵谌荼涠�
在很多含有过渡金属离子的晶体中，金属离子周围分列着几多个配体、配体位于什么方向、金属—配体距离多大，城市影响金属离子的能级差。当可见光的某些波长刚好被吸收，渣滓光线进入眼睛，晶体就会出现相应的互补色。
例如，铜、铁、钴、镍等元素的离子常拥有未充斥的 d 轨路。它们处在分歧的晶体结构和配位几何中时，d 轨路能级会产生割裂，吸收光谱也随之变动。一样元素并不愿定对应一样色彩：氧化态、配位数、配体种类和晶体对称性扭转，都可能使色彩产生扭转。
水合状态就是常见的结组成分。以氯化铜为例，无水氯化铜通常呈黄褐色至棕黄色，而二水合氯化铜常见为蓝绿色晶体。这里的差距并不是“水分让色彩变深」剽么单一，而是水分子进入晶格后扭转了离子周围的配位关系、键合环境和晶体分列，进而扭转了对可见光的吸收。
同样必要把稳，氯化铜晶体和氯化铜溶液不能直接按色彩逐一对应。晶体中离子受固体晶格约束，溶液中则可能形成水合离子、氯共同物等分歧微观结构；浓度、氯离子比例和光程也会影响溶液色彩。因而，固体色彩变动有时反映晶格结构变动，溶液色彩变动则还涉及溶液中的配位平衡。
当只是晶体描摹或颗粒大幼扭转时，表观变动不定代表结构扭转
若是晶体的化学组成和内部晶相没有扭转，只是晶粒大幼、晶面发育水平或荟萃状态分歧，肉眼看到的色彩也可能不一样。粉末通常比齐全大晶体显得更浅、更浑浊或更偏白，这是由于光线在大量颗粒界面上产生散射，减弱了正本的通明感和色彩鼓和度。
晶体厚度也会影响观察了局。统一种通明晶体，薄片可能靠近无色，较厚部门却显示出显著色彩；藐幼颗粒在光线下可能出现乳白、淡色或灰暗表观，而不是单晶表表看到的鲜明色彩。这类变动重要与光的传布蹊径、反射和散射有关，不能仅凭色彩深浅判断晶体结构产生了变动。
不外，颗粒尺度达到很幼领域时，情况会更复杂。某些纳米资料的电子能级会受到尺寸限度，吸收和发光个性可能真的产生扭转。这时色彩变动同时蕴含“粒度造成的光学散射”和“尺寸扭转电子结构”两部门原因，不能用通常粉末的视觉差距单一诠释。
当晶格中存在缺点或杂质时，色彩可能来自部门结构
梦想晶体并不总是齐全规整。晶格中可能存在空位、间隙原子、代替杂质、错位或部门价态变动。这些缺点会在正本的能级之间引入新的电子状态，使晶体吸收某些可见光波段，形成所谓的色心或缺点有关色彩。
这类色彩有几个特点：统一种化学式的晶体，因造备温度、空气、冷却快率或杂质含量分歧，色彩可能不齐全一致；色彩也可能散布不均，阐发为部门色带、黑点或由表及里的差距。若色彩只在少量样品中出现，或经过加热、光照、氧化还原处置后扭转，就必要思考缺点和杂质，而不能只看主晶体的梦想结构。
半导体晶体的色彩也常与结构亲昵有关。晶体中的化学键和周期性分列决定能带结构，带隙大幼影响它吸收哪一部门光。若缺点或掺杂在带隙中形成额表能级，正本通明或淡色的资料可能出现新的吸收带。对这类资料而言，“晶体结构”不仅指晶胞的几何分列，也蕴含能带、键合方式和缺点状态。
分歧结组成分对色彩的影响并不一样
| 观察到的变动 | 更可能涉及的结组成分 | 不能忽略的其他成分 |
|---|---|---|
| 统一元素形成显著分歧色彩的晶体 | 氧化态、配位环境、晶体场或键合方式 | 杂质、含水量和样品纯度 |
| 水合物与无水物色彩分歧 | 离子周围的配位关系和晶格分列扭转 | 脱水水平、晶体表表状态 |
| 粉末比大晶体更浅或更浑浊 | 晶粒尺寸和荟萃结构影响光散射 | 颗粒状态、压片密度和观察厚度 |
| 同批晶体出现黑点或色带 | 缺点、杂质、部门价态或成分散布不均 | 表表传染、照明和拍摄前提 |
| 分歧晶型色彩分歧 | 原子排劣注键长、对称性及能带结构分歧 | 晶体粒度和表表反射差距 |
判断色彩变动是否由结构引起，能够分三步观察
- 先看组成是否扭转。比力化学式、氧化态、是否含结晶水以及是否存在显著杂质。若是组成或水合状态已经分歧，就不能把色彩差距综合为单纯的晶粒大幼。
- 再看样品是否属于统一晶相。统一化学式可能存在分歧晶型或多晶型。肉眼色彩只能提供线索，不能确定晶型；要确认长程有序的晶体结构，通常必要借助 X 射线衍射等结构表征步骤。
- 最后分辨吸收和散射。紫表—可见吸收光谱能够援手判断资料吸收了哪些波长，显微观察则有助于分辨单晶、粉末、孔隙和杂质。若色彩变动重要伴随通明度和颗粒状态扭转，可能左袒光学散射；若出现新的吸收峰，则更值得从配位、能级或缺点结构诠释。
概括来说，结晶体色彩与结构的关系能够理解为两条蹊径：一条是结构扭转了电子能级，使资料吸收的可见光产生变动；另一条是结构扭转了晶体对光的传布、反射和散射方式，使统一资料看起来深浅分歧。配位环境、晶型、水合状态和缺点通常更容易造成内容性的色彩差距，而粒度、厚度和表表描摹则更常影响色彩的明暗与鼓和度。只有把这两类成分分隔，能力预防把“看起来分歧”直接等同于“晶体结构已经扭转”。
