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颜色与光电子波长的关系

TIME:2019-07-08   click: 958 次
Color versus wavelength
㈠ 有机化合物的分子结构与颜色的关系: 
1.有机化合物分子中共轭体系的增长导致颜色的加深。这是因为共轭体系越长,分子轨道跃迁能量级差越小,越容易激发。因此,激发光波长移向长波方向。 
激发光波长移向长波方向    
我们视觉感到的颜色和吸收的是相补的。就是吸收白光中某一种光,剩下感觉到的颜色。假若一个分子主要是吸收黄光,放出来的光就是蓝色的。如:黄色与蓝色为互补色。
表:物质颜色和吸收光颜色的关系: 
物质颜色和吸收光颜色的关系1
   物质颜色和吸收光颜色的关系3            
  2.在有机化合物共轭体系中引入助色基或生色基一般伴随着颜色的加深。 
 光谱术语: 
① 发色基团(生色团)(Chromophore):共价键不饱和原子基团能引起电子光谱特征吸收的,一般为带有π电子的基团。 
如:
 发色基团(生色团)(Chromophore) 
② 助色基团(Auxochrome):饱和原子基团本身在200nm前没有吸收,但当它与生色基相连时,它能增长最大吸收峰的波长并增大其强度。一般为带有p电子的原子或原子团。如:
 助色基团(Auxochrome)
助色基被引入共轭体系时,这些基团上未共用电子对参与共轭体系,提高了整个分子中π电子的流动性(使HOMO能级上升,能量增加)从而降低了分子的激发能,使化合物吸收向长波方向移动,导致颜色加深。 
使HOMO能级上升,能量增加)从而降低了分子的激发能,使化合物吸收向长波方向移动,导致颜色加深
生色基引入共轭体系时,同样能参与共轭作用,使共轭体系中π电子流动性增加,使分子激发能降低,吸收波向长波方向移动,颜色也加深。 
生色基引入共轭体系时,同样能参与共轭作用,使共轭体系中π电子流动性增加,使分子激发能降低,吸收波向长波方向移动,颜色也加深
 
若共轭体系两端的两个基团的电子效应协调时,增加共轭体系的稳定性,从而把吸收的光波移向长波方向。
共轭体系两端的两个基团的电子效应协调时,增加共轭体系的稳定性,从而把吸收的光波移向长波方向
若共轭体系两端的两个基团的电子效应不协调时,对于向长波移动没有多大帮助。 
共轭体系两端的两个基团的电子效应不协调时,对于向长波移动没有多大帮助
3.有机化合物的离子化对颜色产生影响 
当有机化合物的分子离子化时,如果供电子取代基的给电子趋势,吸电子取代基的吸电子能力加强时,则最大吸收向长波方向移动,颜色加深。若由于离子化的结果给电子基的供电子能力降低,则结果相反。11,12,13
有机化合物的离子化对颜色产生影响 1
有机化合物的离子化对颜色产生影响 2
有机化合物的离子化对颜色产生影响
(二)助色基团在染料中的作用 
1.    使染料的颜色加深。 
2.    使染料较牢固地固定在纤维上。(有一些研究者认为染色是一种物理的吸附现象或由于氢键的结合。) 
3.    使染料具有水溶性,便于染色。
助色基团在染料中的作用
(三)染料的染色过程及反应原理 
染料种类繁多,偶氮染料是其中之一,在所有已知染料中,偶氮化合物约占半数以上。在纺织工业应用上,他们包括了碱性、酸性、直接媒染和冰染染料等几大类。下面以冰染染料中凡拉明蓝为例说明冰染染料的染色过程及反应原理。 
凡拉明蓝本身不溶于水,所以可按冰染染料法来染色,染色时,先将织物用酚类的钠盐浸润(合成凡拉明蓝所用的酚是钠夫妥AS),然后再让浸有酚的织物通过色基,即芳伯胺得重氮化合物溶液合成凡拉明蓝。其反应如下:
染料的染色过程及反应原理

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