Ці Хромофор є елементами атома молекули , відповідальні за колір. У зв'язку з цим вони є носіями різних електронів, які, стимулюючись колись енергією видимого світла, відображають діапазон кольорів.
На хімічному рівні хромофор відповідає за встановлення електронного переходу смуги спектру поглинання речовини. У біохімії вони відповідають за поглинання світлової енергії, що бере участь у фотохімічних реакціях.
Кольори Фонові барвисті кольорові шпалери
Колір, сприйнятий людським оком, відповідає невпорядкованій довжині хвилі. Таким чином, колір є наслідком переданого електромагнітного випромінювання.
У цьому контексті хромофор представляє частину молекули, відповідальну за поглинання довжин хвиль у видимому діапазоні. Що впливає на відображену довжину хвилі і, таким чином, на колір елемента.
Поглинання УФ-випромінювання здійснюється виходячи з довжини хвилі, отриманої внаслідок зміни рівня енергії електронів та стану прийому: збудженого або базального. Дійсно, молекула набуває певного кольору, коли вона захоплює або передає певні видимі довжини хвилі.
Хромофорні групи
Хромофори організовані в функціональні групи, відповідальні за поглинання видимого світла. Хромофори зазвичай складаються з подвійних і потрійних зв'язків вуглецю-вуглецю (-C = C-): таких як карбонільна група, тиокарбонільна група, етиленова група (-C = C-), іміногрупа (C = N), нітрогрупа, нітрозогрупа (-N = O), азо група (-N = N-), діазо група (N = N), азокси група (N = NO), азометинова група, дисульфідна група (-S = S-) та ароматичні кільця, такі як парахінон та ортохінон.
Найпоширенішими хромофорними групами є:
- Етиленові хромофори: Ar- (CH = CH) n -Ar; (n≥4)
- Азо хромофори: -RN = NR
- Ароматичні хромофори:
- Похідні трифенілметану:
- Похідні антрахінону
- Фталоціаніни
- Гетероароматичні похідні
У хромофорних групах є електрони, що резонують з певною частотою, які безперервно захоплюють або випромінюють світло. Приєднавшись до бензольного, нафталінового або антраценового кільця, вони посилюють поглинання радіації.
Однак ці речовини потребують включення молекул ауксохромних груп для посилення забарвлення, фіксації та посилення ролі хромофорів.
Механізм і функція
На атомному рівні електромагнітне випромінювання поглинається, коли відбувається електронне перетворення між двома орбіталями різного рівня енергії.
Коли в спокої, електрони перебувають у певній орбіталі, коли вони поглинають енергію, електрони переходять у вищу орбіталь і молекула переходить у збуджений стан.
У цьому процесі між орбіталями існує енергетичний диференціал, який представляє поглинуті довжини хвиль. Насправді енергія, поглинена під час процесу, вивільняється, і електрон переходить із збудженого у початковий вигляд у спокої.
Як наслідок, ця енергія виділяється різними способами, найчастіше - у вигляді тепла або шляхом вивільнення енергії шляхом дифузії електромагнітного випромінювання.
Це явище люмінесценції поширене у фосфоресценції та флуоресценції, коли молекула загоряється і набуває електромагнітної енергії, переходячи у збуджений стан; При поверненні до базального стану енергія виділяється за рахунок випромінювання фотонів, тобто випромінювання світла.
Ауксохроми
Функція хромофорів пов'язана з ауксохромами. Ауксохром являє собою групу атомів, які в поєднанні з хромофором змінюють довжину хвилі та інтенсивність поглинання, впливаючи на спосіб, по якому зазначений хромофор поглинає світло.
Сам ауксохром не може виробляти колір, але прикріплений до хромофору, він має здатність посилювати свій колір. У природі найбільш поширеними ауксохромами є гідроксильні групи (-OH), альдегідна група (-CHO), аміногрупа (-NH2), група метил меркаптанів (-SCH3) та галогени (-F, -Cl, -Br, -І).
Функціональна група ауксохромів має одну або кілька пар доступних електронів, які, приєднавшись до хромофору, змінюють поглинання довжини хвилі.
Коли функціональні групи безпосередньо поєднуються із Pi-системою хромофору, поглинання посилюється у міру збільшення довжини хвилі, яка захоплює світло.
Як змінюється колір?
Молекула має колір залежно від частоти поглиненої або випромінюваної довжини хвилі. Всі елементи мають характерну частоту, яку називають природною частотою.
Коли довжина хвилі має частоту, подібну до природної частоти об'єкта, вона легше поглинається. У зв'язку з цим цей процес відомий як резонансний.
Це явище, завдяки якому молекула фіксує випромінювання частотою, подібною частоті руху електронів у власній молекулі.
У цьому випадку втручається хромофор, елемент, який фіксує енергетичний диференціал між різними молекулярними орбіталями, що знаходяться в межах світлового спектру, таким чином молекула виглядає кольоровою, оскільки вона фіксує певні кольори видимого світла.
Втручання ауксохромів спричиняє перетворення природної частоти хромофору, тому колір модифікується, у багатьох випадках колір посилюється.
Кожен ауксохром виробляє певні ефекти на хромофори, змінюючи частоту поглинання довжин хвиль з різних частин спектру.
Застосування
Завдяки своїй здатності надати колір молекулам, хромофори мають різноманітне застосування у виробництві барвників для харчової та текстильної промисловості.
Дійсно, барвники мають одну або кілька хромофорних груп, які визначають колір. Так само він повинен мати ауксохромні групи, які дозволяють потенціал і фіксують колір на елементах, які мають бути кольоровими.
Індустрія виготовлення фарбувальних виробів розробляє конкретні вироби на основі конкретних специфікацій. Для будь-якої справи створено нескінченність спеціальних промислових барвників. Стійкий до різних процедур, включаючи постійне потрапляння сонячних променів і тривале миття або суворі умови навколишнього середовища.
Так, виробники та промисловці грають із поєднанням хромофорів та ауксохромів, щоб створити комбінації, які забезпечують барвник більшої інтенсивності та стійкості при низькій вартості.
Список літератури
- Хромофор (2017) Збірник хімічної термінології IUPAC - Золота книга. Відновлено за адресою: goldbook.iupac.org
- Сантьяго В. Луїс Лафуенте, Марія Ізабель Бургейт Аскарате, Белен Алтава Беніто (1997) Вступ до органічної хімії. Universitat Jaume IDL ed. IV. Назва. V. Серія 547. ISBN 84-8021-160-1
- Sanz Tejedor Ascensión (2015) Лакофарбова промисловість. Промислова органічна хімія. Вальядолідська школа промислового машинобудування. Відновлено за адресою: eii.uva.es
- Шаплі Патрісія (2012), що поглинає світло органічними молекулами. Індекс хімії 104. Університет Іллінойсу. Відновлено за адресою: chem.uiuc.edu
- Peñafiel Sandra (2011) Вплив пом'якшення жирних кислотних основ на зміну відтінку тканин з бавовняних тканин, пофарбованих низькореакційними реактивними барвниками. Цифровий сховище. Північний технічний університет. (Теза).
- Reusch William (2013) Видима та ультрафіолетова спектроскопія. Міжнародна організація IOCD з хімічних наук у розвитку. Відновлено за адресою: chemistry.msu.edu