Характеристики на безцветните газове

Материята съществува в една от трите класически физични форми: газообразна, течна или твърда. Повечето газове са безцветни, но някои — като хлора например — притежават характерен цвят. Макар че разстоянието между газовите молекули е най-важният фактор, правещ газа визуално прозрачен, съществуват още няколко характеристики, които могат да обусловят липсата на цвят у даден газ.

Разделение на частиците

Безцветните газове се състоят от частици, отдалечени на голямо разстояние едно от друго. Цветът на всеки обект — независимо дали е твърд, течен или газообразен — зависи от способността на повърхността му да взаимодейства с електромагнитното светлинно излъчване. Обектът придобива цвета на това излъчване, което успешно напуска повърхността му. При безцветните газове частиците могат да бъдат толкова отдалечени, че дори такива, които отразяват цвят, да изглеждат безцветни за човешкото око. За контраст, частиците в течностите и твърдите тела са значително по-плътно подредени, което им позволява да отразяват или поглъщат далеч по-големи количества светлина.

Ограничено излъчване на енергия

Според Стивън и Сюзън Зумдал в книгата им „Химия“ газовете могат да проявят цвят, когато съдържат елемент, излъчващ енергия с „оцветен емисионен спектър“. Видимият спектър се простира приблизително от 400 нанометра (червена светлина) до 700 нанометра (виолетова светлина). Безцветните газове не съдържат невъзбуден елемент или молекула с емисия на енергия в този диапазон. Някои безцветни газове излъчват светлина извън видимия спектър, докато други изобщо не отделят енергия при стандартни условия. Освен това определени безцветни газове могат да придобият цвят, когато им бъде поднесена енергия. Класически пример е неонът — безцветен газ при нормални условия, който при възбуждане с енергия излъчва яркочервено-оранжева светлина, каквото се използва в неоновите знаци.

Размер на молекулите

Молекулите на безцветните газове обикновено са по-малки от тези на газовете с отчетлив цвят. Химичните им връзки също са по-слаби и по-малко на брой. Компактният размер на молекулата и нейните съставни връзки ограничават способността ѝ да поглъща или отразява светлина, което допринася за липсата на видим цвят.

Плътност

Безцветните газове обикновено имат по-ниска плътност в сравнение с цветните газове. Зумдал и Зумдал определят плътността като „масата на веществото в единица от неговия обем“. Например кислородният газ е безцветен и има плътност от 1,429 g/l, докато озонът е светлосин газ с плътност 2,144 g/l. И двата газа са съставени от кислородни атоми, но по-голямата плътност на озона играе важна роля за отчетливия му син оттенък.