Подобно на много комплекси от преходни метали, медният (II) сулфат пентахидрат е ярко оцветен; кристалите на това красиво вещество са бледо оттенък на синьото. Цветът му произтича от химията и физиката на състава му - или по-точно вида на връзките, които той образува със сулфатните йони и водните молекули, прикрепени към медта.
Орбитали
Електроните проявяват двойственост на вълнови частици, което означава, че имат както вълноподобни свойства, така и подобни на частици свойства. Поведението на електрон в атом се описва чрез вълноподобно уравнение, наречено вълнова функция. Квадратът на вълновата функция дава вероятността електронът да бъде открит във всяка конкретна точка във всеки един момент. Вълновите функции на електроните в атомите се наричат още атомни орбитали. Химиците назовават атомните орбитали, като използват число за обозначаване на енергийното ниво на орбиталата, последвано от буква за обозначаване на вида на орбиталата. За елементи в четвъртия период на периодичната таблица или по-горе трябва да се съсредоточите само върху три вида орбитали, а именно s, p и d. За да усетите формата на тези орбитали, вижте връзката в раздела за ресурси.
Разделяне на кристално поле
Медният йон в меден (II) сулфат е загубил два електрона, така че има +2 заряд. Той има девет електрона в най-външното си енергийно ниво или обвивка; тези т. нар. валентни електрони заемат 3D орбитали. Водните молекули и сулфатните йони са привлечени от положителния заряд върху медния йон, така че те се приближават към него и се подреждат около него в октаедрична конфигурация. Следователно, две от петте тримерни орбитали на меден йон се подравняват по осите, по които се приближават сулфатните йони и водните молекули; тъй като електроните в тези орбитали и електроните в молекулите / йоните имат отрицателен заряд, те се отблъскват. В крайна сметка тогава две от петте 3D орбитали са увеличили енергията; те се наричат например орбитали. Другите три, за разлика от тях, имат намалена енергия и се наричат t2g орбитали.
Поглъщане на светлина
Фотон светлина ще бъде погълнат от координационния комплекс, ако има енергия, еквивалентна на разлика между състоянието, което електронът заема сега, и енергията на друго състояние, с което разполагаме то. Следователно, комплексът от меден сулфат може да абсорбира фотони от светлина с енергии, еквивалентни на разликата в енергията между t2g и например орбитали. Както се случва, разликата в енергията за комплекса меден сулфат е еквивалентна на разликата в енергията за фотоните на светлината в червено-оранжевата област на спектъра. Тъй като червеникавата светлина се абсорбира, докато синята светлина се предава, медният сулфат изглежда син.
Разтваряне във вода
Когато медният сулфат се разтвори във вода, медният и сулфатният йон се дисоциират. Сега медният йон образува октаедричен комплекс, където е заобиколен от шест молекули вода. Ефектът все още е почти същият, тъй като разделянето между t2g орбитали и например орбитали в този нов комплекс все още е такъв, че червеникаво-оранжевата светлина се абсорбира и виждате син цвят решение.