La couleur d’un composé est déterminée par la manière dont ses électrons interagissent avec la lumière. Lorsque la lumière frappe un composé, une partie de l’énergie lumineuse est absorbée par les électrons et le reste est réfléchi. La couleur du composé dépend des longueurs d’onde de la lumière réfléchie.
Dans le cas du sulfate de cuivre, l’ion cuivre (II) possède une coque d’électrons d incomplète. Cela signifie que certains électrons dans les orbitales d ne sont pas appariés. Lorsque la lumière frappe le composé de sulfate de cuivre, ces électrons non appariés peuvent absorber l'énergie de la lumière et être excités. L'énergie absorbée correspond à la longueur d'onde de la lumière dans la région bleue du spectre visible. Les autres longueurs d’onde de la lumière sont réfléchies, c’est pourquoi le sulfate de cuivre apparaît en bleu.
La couleur d'un composé peut également être affectée par la présence d'autres ions ou molécules. Par exemple, si une petite quantité d’ammoniaque est ajoutée à une solution de sulfate de cuivre, la solution prendra une couleur bleu foncé. En effet, les molécules d’ammoniac réagissent avec les ions cuivre(II) pour former un ion complexe appelé cuivre(II) tétraammine. Cet ion complexe a une structure électronique différente de celle de l’ion cuivre (II) et absorbe la lumière à une longueur d’onde différente. C'est pourquoi la solution prend une couleur bleu foncé.
