Farbige Ionen weisen auf das Vorhandensein eines Übergangsmetalls hin. Übergangsmetalle zeigen aufgrund ihrer unvollständig gefüllten d-Orbitale Farben. Da das Übergangsmetall eine bestimmte Wellenlänge des Lichts absorbiert, um das Elektronenorbital anzuheben, bewirkt es, dass das Licht, das durch die Lösung geht, eine Farbe emittiert.
Ionen blockieren normalerweise ein oder mehrere kleine Segmente des elektromagnetischen Spektrums. Dies bewirkt, dass das normalerweise weiße Licht eine Farbe anzeigt. Wenn Licht beispielsweise durch eine Kupfersulfatlösung geleitet wird, erscheint es hellblau. Dies liegt daran, dass Kupfersulfatlösung ein Übergangsmetallion mit einem unvollständigen d-Orbital ist. Kupfersulfatlösung absorbiert rotes Licht aus dem Spektrum, um seine Elektronenbewegung anzutreiben. Wenn es das rote Licht daran hindert, die Lösung zu passieren, kommt blaues Licht auf der anderen Seite heraus.
Es kann Übung erfordern, zu lernen, welche Farbe ein Ion anzeigen soll. Dementsprechend haben Chemiker Diagramme entwickelt, die erklären, welche Farbe ein bestimmtes Übergangsmetall anzeigt. Chrom erzeugt beispielsweise grünes Licht, während Mangan-Ionen rosa Licht erzeugen, das bald in braunes Licht übergeht. Bleioxidionen erzeugen in Lösung blaugrünes Licht. Titantetrachlorid-Ionen erzeugen in Lösung weißes Licht. Kaliumionen hingegen, die keine Übergangsmetallionen sind, erzeugen keine Farbe.
