На хромофори са елементите на атома на молекула, отговорни за цвят. В тази връзка те са носители на различни електрони, които веднъж стимулирани от енергията на видимата светлина отразяват гамата от цветове.
На химическо ниво хромофорът е отговорен за установяването на електронен преход на лентата на абсорбционния спектър на веществото. В биохимията те са отговорни за усвояването на светлинната енергия, участваща във фотохимичните реакции.
Цветове Фоновите цветни тапети на фона
Цветът, възприет чрез човешкото око, съответства на неусвоените дължини на вълната. По този начин цветът е следствие от предавано електромагнитно излъчване.
В този контекст хромофорът представлява частта от молекулата, отговорна за абсорбцията на дължините на вълните във видимия диапазон. Какво влияе върху отразената дължина на вълната и по този начин на цвета на елемента.
Поглъщането на UV лъчение се извършва въз основа на дължината на вълната, получена от изменението на енергийното ниво на електроните и състоянието на приемане: възбудени или базални. Всъщност молекулата придобива определен цвят, когато улавя или предава определени видими дължини на вълната.
Хромофорни групи
Хромофорите са организирани в функционални групи, отговорни за поглъщането на видимата светлина. Хромофорите обикновено се състоят от двойни и тройни връзки въглерод-въглерод (-С = С-): такива като карбонилна група, тиокарбонилна група, етиленова група (-С = С-), имино група (С = N), нитро група, нитрозо група (-N = O), азо група (-N = N-), диазо група (N = N), азокси група (N = NO), азометинова група, дисулфидна група (-S = S-) и ароматни пръстени като парахинон и ортохинон.
Най-често срещаните хромофорни групи са:
- Етиленови хромофори: Ar- (CH = CH) n -Ar; (N≥4)
- Азо хромофори: -RN = NR
- Ароматни хромофори:
- Производни на трифенилметан:
- Производни на антрахинон
- Phthalocyanines
- Хетеро-ароматни производни
Хромофорните групи представят електрони, които резонират с определена честота, които непрекъснато улавят или излъчват светлина. Веднъж прикрепени към бензен, нафталин или антраценски пръстен, те засилват поемането на радиация.
Тези вещества обаче изискват включването на молекули от ауксохромни групи, за да се засили оцветяването, фиксирането и засилването на ролята на хромофорите.
Механизъм и функция
На атомно ниво електромагнитното лъчение се абсорбира, когато се случи електронно преобразуване между две орбитали с различни енергийни нива.
Когато са в покой, електроните са в определена орбитала, когато поглъщат енергия, електроните преминават в по-висша орбитала и молекулата преминава във възбудено състояние.
В този процес има енергийна разлика между орбиталите, която представлява погълнатите дължини на вълната. В действителност, енергията, абсорбирана по време на процеса, се освобождава и електронът преминава от възбудена до първоначалната си форма в покой.
Вследствие на това тази енергия се освобождава по различни начини, като най-често това е под формата на топлина или чрез освобождаване на енергия чрез дифузия на електромагнитно излъчване.
Това явление на луминесценция е често срещано във фосфоресценцията и флуоресценцията, където молекулата светва и придобива електромагнитна енергия, преминавайки във възбудено състояние; При връщане към базално състояние енергията се освобождава чрез излъчването на фотони, тоест излъчваща светлина.
Auxochromes
Функцията на хромофорите е свързана с ауксохромите. Ауксохромът представлява група от атоми, които в съчетание с хромофор променят дължината на вълната и интензивността на абсорбция, като влияят върху начина, по който споменатият хромофор поглъща светлината.
Само един ауксохром не може да произвежда цвят, но прикрепен към хромофор има способността да засилва цвета си. В природата най-често срещаните ауксохроми са хидроксилните групи (-OH), алдехидната група (-CHO), амино групата (-NH2), метил меркаптановата група (-SCH3) и халогените (-F, -Cl, -Br, -I).
Функционалната група на ауксохромите има един или повече двойки налични електрони, които, когато са прикрепени към хромофор, променят абсорбцията на дължината на вълната.
Когато функционалните групи са директно конюгирани със системата Pi на хромофор, абсорбцията се усилва с увеличаване на дължината на вълната, която улавя светлината.
Как се променя цветът?
Молекулата има цвят в зависимост от честотата на абсорбираната или излъчваната дължина на вълната. Всички елементи имат характерна честота, наречена естествена честота.
Когато дължината на вълната е сходна по честота на естествената честота на даден обект, той се абсорбира по-лесно. В тази връзка този процес е известен като резонанс.
Това е явление, чрез което молекула улавя излъчване с честота, подобна на честотата на движението на електроните в собствената му молекула.
В този случай се намесва хромофорът, елемент, който улавя енергийната разлика между различни молекулни орбитали, които са в рамките на светлинния спектър, по такъв начин молекулата изглежда цветна, защото улавя определени цветове на видимата светлина.
Намесата на ауксохромите причинява трансформацията на естествената честота на хромофор, така че цветът е модифициран, в много случаи цветът се засилва.
Всеки ауксохром произвежда определени ефекти върху хромофорите, променяйки честотата на абсорбцията на дължините на вълните от различни части на спектъра.
Приложение
Поради способността си да придават цвят на молекулите, хромофорите имат различни приложения в производството на оцветители за хранителната и текстилната промишленост.
Всъщност оцветителите имат една или повече хромофорни групи, които определят цвета. По същия начин тя трябва да има ауксохромни групи, които позволяват потенциал и фиксират цвета върху елементите, за да бъдат оцветени.
Индустрията за производство на оцветители развива конкретни продукти въз основа на специфични спецификации. Създадена е безкрайност от специални промишлени оцветители за всякакви въпроси. Устойчив на различни обработки, включително непрекъснато излагане на слънчева светлина и продължително измиване или сурови условия на околната среда.
Така че производителите и индустриалците играят с комбинацията от хромофори и ауксохроми, за да проектират комбинации, които осигуряват оцветител с по-голяма интензивност и устойчивост при ниска цена.
Препратки
- Chromophore (2017) IUPAC Compendium of Chemical Terminology - Златната книга. Възстановено на: goldbook.iupac.org
- Сантяго В. Луис Лафуенте, Мария Изабел Бургейт Аскарате, Белен Алтава Бенито (1997) Въведение в органичната химия. Universitat Jaume IDL изд. IV. Заглавие. V. серия 547. ISBN 84-8021-160-1
- Sanz Tejedor Ascensión (2015) Индустрията за оцветители и пигменти. Индустриална органична химия. Валядолид по индустриално инженерство. Възстановено на адрес: eii.uva.es
- Shapley Patricia (2012) Абсорбираща светлина с органични молекули. Индекс на химията 104. Университета на Илинойс. Възстановено на: chem.uiuc.edu
- Peñafiel Sandra (2011) Влияние на омекотяването с основи на мастни киселини върху промяната на оттенъка в 100% памучни тъкани, обагрени с реактивни оцветители с ниска реактивност. Цифрово хранилище. Северен технически университет. (Теза).
- Reusch William (2013) Видима и ултравиолетова спектроскопия. Международна организация за химически науки в развитие IOCD. Възстановено на: chemistry.msu.edu