Kad chromofory yra atomo elementai molekulė, atsakingos už spalvą. Šiuo atžvilgiu jie yra įvairių elektronų nešiotojai, kuriuos stimuliuodami matomos šviesos energija atspindi spalvų gamą.
Cheminiu lygmeniu chromoforas yra atsakingas už cheminės medžiagos absorbcijos spektro juostos elektroninio perėjimo nustatymą. Biochemijoje jie yra atsakingi už šviesos energijos, dalyvaujančios fotocheminėse reakcijose, absorbciją.
Spalvos Fono Spalvoti fono paveikslėliai
Žmogaus akimi suvokiama spalva atitinka neabsorbuotus bangos ilgius. Tokiu būdu spalva yra perduodamos elektromagnetinės spinduliuotės pasekmė.
Šiame kontekste chromoforas žymi molekulės dalį, atsakingą už bangos ilgio absorbciją matomame diapazone. Kas įtakoja atspindėtą bangos ilgį ir kartu elemento spalvą.
UV spinduliuotės absorbcija atliekama atsižvelgiant į bangos ilgį, kurį gauna elektronų energijos lygio kitimas, ir priėmimo būseną: sužadintą ar bazinę. Iš tiesų, molekulė įgyja tam tikrą spalvą, kai ji užfiksuoja ar perduoda tam tikrus matomus bangos ilgius.
Chromoforų grupės
Chromoforai yra suskirstyti į funkcines grupes, atsakingas už matomos šviesos sugertį. Chromoforus paprastai sudaro anglies-anglies dvigubi ir trigubi ryšiai (-C = C-): tokie kaip karbonilo grupė, tiokarbonilo grupė, etileno grupė (-C = C-), imino grupė (C = N), nitro grupė, nitrozo grupė (-N = O), azo grupė (-N = N-), diazo grupė (N = N), azoksi grupė (N = NO), azometino grupė, disulfido grupė (-S = S-) ir aromatiniai žiedai, tokie kaip parahinonas ir ortochinonas.
Dažniausios chromoforų grupės yra:
- Etileniniai chromoforai: Ar- (CH = CH) n-Ar; (n≥4)
- Azo chromoforai: -RN = NR
- Aromatiniai chromoforai:
- Trifenilmetano dariniai:
- Antrachinono dariniai
- Ftalocianinai
- Heteroaromatiniai dariniai
Chromoforų grupės pateikia tam tikru dažniu rezonuojančius elektronus, kurie nuolat fiksuoja arba spinduliuoja šviesą. Prijungti prie benzeno, naftaleno arba antraceno žiedo, jie padidina radiacijos įsisavinimą.
Tačiau, norint sustiprinti chromoforų spalvą, fiksuoti ir sustiprinti šias medžiagas, reikia į jas įeiti auchochrominių grupių molekulių.
Mechanizmas ir funkcija
Atomo lygyje elektromagnetinė spinduliuotė absorbuojama, kai įvyksta elektroninė transformacija tarp dviejų skirtingo energijos lygio orbitų.
Poilsio metu elektronai yra tam tikroje orbitoje, kai jie sugeria energiją, elektronai eina į aukštesnę orbitalę, o molekulė eina į sužadintą būseną.
Šiame procese yra energijos diferencialas tarp orbitų, kuris rodo absorbuotų bangų ilgį. Tiesą sakant, proceso metu sugerta energija išsiskiria, o ramybės metu elektronas pereina nuo sužadintos iki pradinės formos.
Dėl šios priežasties ši energija išsiskiria įvairiais būdais, dažniausiai šilumos pavidalu arba skleidžiant energiją skleidžiant elektromagnetinę spinduliuotę.
Šis liuminescencijos reiškinys yra būdingas fosforescencijose ir fluorescencijose, kai molekulė užsidega ir įgauna elektromagnetinę energiją, eidama į sužadintą būseną; Grįžtant į bazinę būseną, energija išsiskiria išleidžiant fotonus, tai yra, spinduliuodama šviesą.
Auxochromai
Chromoforų funkcija yra susijusi su auchochromais. Auksochromas sudaro atomų grupę, kuri kartu su chromoforu keičia bangos ilgį ir absorbcijos intensyvumą, darydama įtaką minėto chromoforo absorbcijos būdui.
Vien auksochromas negali suteikti spalvos, tačiau pritvirtintas prie chromoforo jis gali sustiprinti spalvą. Gamtoje labiausiai paplitę auksochromai yra hidroksilo grupės (-OH), aldehido grupė (-CHO), aminogrupė (-NH2), metilmerkaptano grupė (-SCH3) ir halogenai (-F, -Cl, -Br, -I).
Auksochromų funkcinėje grupėje yra viena ar kelios poros turimų elektronų, kurie, prijungti prie chromoforo, keičia bangos ilgio absorbciją.
Kai funkcinės grupės yra tiesiogiai konjuguotos su chromoforo Pi sistema, absorbcija sustiprėja didėjant šviesos bangos ilgiui.
Kaip keičiama spalva?
Molekulė turi spalvą, priklausomai nuo absorbuoto ar skleidžiamo bangos ilgio. Visi elementai turi būdingą dažnį, vadinamą natūraliu dažniu.
Kai bangos ilgio dažnis yra panašus į natūralų objekto dažnį, jis lengviau absorbuojamas. Šiuo atžvilgiu šis procesas žinomas kaip rezonansas.
Tai yra reiškinys, per kurį molekulė fiksuoja tokio tipo dažnio spinduliuotę, kaip elektronų judėjimo dažnis savo molekulėje.
Tokiu atveju įsiterpia chromoforas - elementas, fiksuojantis energijos skirtumą tarp skirtingų molekulinių orbitų, esančių šviesos spektre, tokiu būdu molekulė yra spalvota, nes užfiksuoja tam tikras matomos šviesos spalvas.
Auksochromų įsikišimas sukelia natūralaus chromoforo dažnio virsmą, todėl keičiasi spalva, daugeliu atvejų spalva sustiprėja.
Kiekvienas auksochromis daro tam tikrą poveikį chromoforams, modifikuodamas bangų ilgių sugerties dažnį iš skirtingų spektro dalių.
Taikymas
Dėl savo sugebėjimo suteikti spalvą molekulėms, chromoforai gali būti įvairiai naudojami dažiklių gamyboje maisto ir tekstilės pramonėje.
Iš tikrųjų dažikliai turi vieną ar daugiau chromoforų grupių, lemiančių spalvą. Lygiai taip pat ji turi turėti auuksochromines grupes, kurios leistų potencialą ir fiksuotų spalvą ant elementų.
Dažiklių gaminių pramonė kuria tam tikrus gaminius pagal konkrečias specifikacijas. Bet kokiems dalykams buvo sukurta begalė specialių pramoninių dažiklių. Atsparus įvairioms procedūroms, įskaitant nuolatinį saulės spindulių poveikį ir ilgalaikį skalbimą ar atšiaurias aplinkos sąlygas.
Taigi gamintojai ir pramonininkai žaidžia su chromoforų ir auksochromų deriniais, siekdami sukurti tokius derinius, kurie užtikrintų didesnį intensyvumą ir atsparumą dažikliams už mažą kainą.
Nuorodos
- „Chromophore“ (2017 m.) IUPAC cheminės terminijos rinkinys - „Auksinė knyga“. Atkurta: goldbook.iupac.org
- Santjagas V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Įvadas į organinę chemiją. „Universitat Jaume IDL ed. IV. Pavadinimas. V. Serija 547. ISBN 84-8021-160-1
- „Sanz Tejedor Ascensión“ (2015 m.) Dažų ir pigmentų pramonė. Pramoninė organinė chemija. Valjadolido pramonės inžinerijos mokykla. Susigrąžinta: eii.uva.es
- Shapley Patricia (2012), sugerianti šviesą su organinėmis molekulėmis. Chemija 104 rodyklė. Ilinojaus universitetas. Atkurta: chem.uiuc.edu
- Peñafiel Sandra (2011) Minkštėjimo riebalų rūgščių bazėmis įtaka atspalvio pasikeitimui 100% medvilnės audiniuose, dažytuose reaktyviais mažo reaktyvumo dažais. Skaitmeninis saugykla. Šiaurės technikos universitetas. (Tezė).
- Reusch William (2013) Matoma ir ultravioletinė spektroskopija. IOCD tarptautinė chemijos mokslo plėtros organizacija. Atgauta: chemija.msu.edu