ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Современные представления о зависимости между химическим строением и цветом из "Химия и технология органических красителей" По современным представлениям, в поглощении ультрафиолетовых и видимых лучей света участвуют главным образом внешние (валентные) электроны молекул. Поглощение света сопровождается изменением движения внешних электронов. В результате этого на определенную величину увеличивается энергия молекулы или, как говорят, молекула возбуждается . Эта поглощенная молекулами энергия в очень малые промежутки времени переходит в другие виды энергии—химическую, тепловую или световую—и в результате молекула возвращается в свое первоначальное, невозбужденное состояние. [c.22] Кроме внешних электронов, в поглощении света участвуют также атомы и части молекул, совершающие колебательные и вращательные движения. Таким образом, поглощение света является результатом суммарного взаимодействия внешних электронов, атомов и молекул с частицами света (фотонами) при этом наибольшая доля энергии света поглощается внешними электронами. [c.22] Следовательно, энергия фотона при поглощении света должна быть равна энергии возбуждения молекулы. Кроме того, из второй части уравнения следует, что возбуждению каждой молекулы соответствует поглощение фотона с определенной длиной волны. [c.22] Неокрашенные тела поглош,ают ультрафиолетовые лучи, обладающие большой энергией, но не поглощают лучей видимого света, энергия которых недостаточна для перемещения электронов в неокрашенных телах. [c.23] В окрашенных телах связь электронов с ядром в атомах ослаблена, энергия видимого света достаточна для перемещения электронов, поэтому и происходит поглощение видимого света. [c.23] Это можно пояснить следующим примером. Газообразный фтор почти не окрашен, хлор—желто-зеленого цвета, бром—красно-бу-рый, а газообразный иод—темнофиолетовый. Такое различие окрасок объясняется тем, что в атомах фтора внешние электроны находятся на наиболее близком расстоянии от ядра и крепче с ним связаны. Для изменения движения (возбуждения) этих электронов энергия видимых лучей недостаточна, поэтому поглощения видимого света не происходит и вещество кажется неокрашенным. В атомах хлора внешние электроны более удалены от ядра и слабее с ним связаны. Энергия сравнительно коротких фиолетовых и синих лучей как раз достаточна для возбуждения этих электронов. Хлор поглощает эти лучи и имеет желто-зеленый цвет. В атомах брома электроны еще более удалены от ядра, чем в хлоре, и слабее с ним связаны, они возбуждаются лучами с меньшей энергией (зеленые лучи). Поэтому бром имеет красно-бурый цвет. Всего дальше от ядра и слабее с ним связаны электроны в атомах нода. Поэтому иод поглощает длинные видимые лучи с еще меньшей энергией (зелено-желтые) и обладает темнофиолетовым цвето.м. [c.23] Таким образом, чем слабее электроны связаны с ядром, тем легче они изменяют свое движение под действием света возбуждаются), тем меньше энергия, необходимая для возбуждения этих электронов, т. е. тем больше длина волны света, который поглощает молекула, и глубже окраска вещества. [c.23] Красители также обладают таки.м строением, при котором связь внешних электронов с молекулой настолько ослаблена, что для изменения движения этих электронов достаточна энергия видимого света. [c.23] Какие причины обусловливают такую повышенную подвижность электронов в молекулах красителей Таких причин несколько. [c.23] Для двойных связей и особенно сопряженных двойных связей характерна повышенная подвижность части внешних электронов (так называемых л-электронов). [c.24] В табл. 2 показана зависимость окраски ряда ароматических углеводородов и дифенилполненов от длины волны наиболее поглощаемых лучей света. [c.24] НИИ системы сопряженных двойных связей обычно наблюдается углубление цвета, т. е. сдвиг поглощения в сторону более длинных волн, обладающих меньшей энергией. [c.25] В молекулах большинства красителей в системе сопряженных двойных связей участвуют не только углеродные атомы, но также атомы азота, кислорода и серы. [c.25] вызывают смещение электронов в молекуле красителя и способствуют повышению подвижности (возбудимости) электронов и углублению цвета. [c.26] Молекулы красителей всегда содержат ауксохромные группы. Эти группы значительно усиливают поглощение света красителями и обычно сдвигают его в сторону более длинных волн (углубляют цвет). Это объясняется влиянием атомов Ы, О и 8, входящих в состав ауксохромов. Эти атомы, обладая определенными зарядами, повышают подвижность электронов в молекулах красителей. [c.26] Большинство красителей имеет строение солей или их можно рассматривать, как внутренние соли . Эти соли несут противоположные электрические заряды, расположенные в различных частях молекулы. Эти электрические заряды также повышают подвижность электронов в молекулах красителей и поэтому при образовании солей наблюдается углубление цвета. [c.26] Теорию цветности различных классов красителей еще нельзя считать разработанной окончательно, и она продолжает оставаться предметом изучения. [c.26] Вернуться к основной статье