Chromophores קבוצות, פונקציות ויישומים



ה chromophores הם המרכיבים של האטום של מולקולה האחראית על הצבע. בהקשר זה, הם נשאים של אלקטרונים שונים, אשר פעם מגורה על ידי האנרגיה של אור גלוי, משקפים את מגוון הצבעים.

ברמה הכימית, chromophore הוא אחראי על הקמת המעבר האלקטרוני של הלהקה של ספקטרום הקליטה של ​​חומר. בביוכימיה, היא אחראית לקליטה של ​​אנרגיה קלה המעורבת בתגובות פוטוכימיות.

הצבע הנתפס מבעד לעין האנושית מתאים לאורכי הגל שאינם נספגים. בדרך זו, הצבע הוא תוצאה של הקרינה האלקטרומגנטית המועברת.

בהקשר זה, chromophore מייצג את החלק של המולקולה האחראית על הספיגה של אורכי גל של טווח גלוי. מה משפיע על אורך הגל המוחזר ולכן צבע האלמנט.

הקליטה של ​​קרינת UV מבוססת על אורך הגל המתקבל על ידי שינוי ברמת האנרגיה של האלקטרונים ואת מצב הקבלה: נרגש או בסיסי. למעשה, המולקולה רוכשת צבע מסוים כאשר היא לוכדת או מעבירה אורכי גל מסוימים.

אינדקס

  • 1 קבוצות כרומופורים
  • מנגנון ותפקוד
    • 2.1 Auxchromes 
  • 3 כיצד משנים את הצבע?
  • 4 יישום
  • 5 הפניות

קבוצות Chromophores

הכרומופורים מאורגנים בקבוצות תפקודיות האחראיות לקליטת האור הנראה. כרומופור נוצרת בדרך כלל על ידי פחמן-פחמן קשרים כפולים ומשולשים (-C = C-) וקבוצת קרבוניל, thiocarbonyl קבוצה, קבוצת אתילן (-C = C-), imino (C = N), קבוצה נטר, nitroso (-N = O), אזו קבוצה (-N = N-), קבוצת diazo (N = N), קבוצת azoxy (N = NO), קבוצת azomethine, קבוצת דיסולפיד (-S = S), ו טבעות ארומטיות כגון פרקינון ואורתוקווינון.

קבוצות chromophore הנפוצות ביותר הן:

  • Chromophores אתילניים: Ar- (CH = CH) n -Ar; (n = 4)
  • Azo Chromophores: -R-N = N-R
  • Chromophores ארומטיים:
    • נגזרים של Trifenilmethane: [Ar3CH]
    • נגזרים של Anthraquinone
    • Phthalocyanines
    • נגזרים ארומטים הטרו

קבוצות chromophoric להציג אלקטרונים מהדהד בתדר מסוים, אשר ללכוד או להקרין אור ברציפות. לאחר חיבור טבעת בנזן, נפטלין או אנתרקן, הם מחזקים את ספיגת הקרינה.

עם זאת, חומרים אלה דורשים שילוב של מולקולות של קבוצות auxocromos, על מנת לחזק את coloration, תיקון והעצמת תפקיד chromophores.

מנגנון ותפקוד

ברמה האטומית, הקרינה האלקטרומגנטית נספגת כאשר הטרנספורמציה האלקטרונית מתרחשת בין שני מסלולים של רמות אנרגיה שונות.

כאשר נמצאים במנוחה, האלקטרונים נמצאים במסלול מסוים, כאשר הם סופגים אנרגיה, האלקטרונים עוברים למסלול גבוה יותר והמולקולה נכנסת למצב נרגש.

בתהליך זה, מוצג הפרש אנרגיה בין האורביטלים, המייצג את אורכי הגל שנספגו. למעשה, האנרגיה שנספגה בתהליך משוחררת והאלקטרון עובר ממצב נרגש לצורתו המקורית.

כתוצאה מכך, אנרגיה זו משוחררת בדרכים שונות, להיות הנפוץ ביותר בצורה של חום, או על ידי שחרור של אנרגיה באמצעות הפצה של קרינה אלקטרומגנטית.

תופעה זו של הארה נפוצה זרחני פלואורסצנטי, שבו מולקולה מואר ורוכש אנרגיה אלקטרומגנטית נע למצב נרגש; על ידי חזרה למצב הבסיסי האנרגיה משוחררת באמצעות פליטת פוטונים, כלומר, מקרין אור.

אוקסכרומים 

הפונקציה של chromophores קשורה auxocromos. Auxochrome היא קבוצה של אטומים כי, יחד עם כרומופור, לשנות את אורך הגל ועוצמת הקליטה, להשפיע איך אמר כרומופור בליעת אור.

Auxchrome לבדו לא יכול לייצר צבע, אבל מחובר chromophore יש את היכולת להגביר את צבעו. בטבע, auxochrome הנפוצים ביותר הם הידרוקסיל (-OH), קבוצת אלדהיד (-CHO), קבוצה אמינית (-NH2), הקבוצה mercaptan מתיל (-SCH3) ו הלוגנים (-f, -Cl, -Br, -I).

הקבוצה התפקודית של auxocromes מציג אחד או יותר זוגות של אלקטרונים זמין, כי כאשר הם מצטרפים chromophore, לשנות את הקליטה של ​​אורך הגל.

כאשר קבוצות תפקודית מצומדות ישירות עם מערכת Pi של chromophore, הקליטה הוא התעצם מאז אורך הגל אשר לוכד את האור הוא גדל.

כיצד לשנות את הצבע?

מולקולה מציגה צבע בהתאם לתדר של אורך הגל שנספג או הנפלט. לכל האלמנטים יש תדירות אופיינית הנקראת תדירות טבעית. 

כאשר אורך הגל הוא תדר הדומה לתדירות הטבעית של אובייקט, הוא נספג בקלות רבה יותר. בהקשר זה, תהליך זה ידוע בשם תהודה.

זוהי תופעה שבאמצעותה מולקולה קולטת קרינה בתדר הדומה לתדירות התנועה של האלקטרונים של המולקולה שלה.

כאן מתערב אלמנט כרומופור לוכד הפרש האנרגיה בין אורביטלים מולקולריים שונים כי הם בתוך ספקטרום האור, ולכן המולקולה מוצגת בצבע משום שהיא לוכדת צבעים מסוימים של אור הנראה.

ההתערבות של auxocromos גורם לשינוי של התדירות הטבעית של chromophore, כך צבע הוא שונה, במקרים רבים את צבע מגביר.

כל auxocromo מייצרת השפעות מסוימות על chromophores, שינוי התדירות של ספיגת אורכי גל של חלקים שונים של הספקטרום.

יישום

בשל יכולתו להקנות צבע למולקולות, chromophores יש יישומים שונים בייצור של צבעים לתעשיית המזון והטקסטיל.

למעשה, לצבעים יש אחת או יותר קבוצות chromophore הקובעים את הצבע. כמו כן, אתה חייב להיות auxocromos קבוצות המאפשרים פוטנציאל לתקן את הצבע על האלמנטים כי הם הולכים צבע.

התעשייה של פיתוח של מוצרים צביעה מפתחת מוצרים מסוימים בסיסים מפרטים ספציפיים. אינסוף של צבעים תעשייתיים מיוחדים נוצרה עבור כל חומר. עמידות לטיפולים שונים, כולל חשיפה מתמשכת לאור השמש ולשטיפה ממושכת או לתנאים סביבתיים קשים.

לכן, יצרנים ותעשיינים לשחק עם שילוב של chromophores ו auxchromes על מנת לעצב שילובים המספקים צבע של עוצמה גדולה יותר התנגדות במחיר נמוך.

הפניות

  1. Chromophore (2017) IUPAC קומפנדיום של טרמינולוגיה כימית - ספר זהב. מקור: goldbook.iupac.org
  2. סנטיאגו ו 'לואיס לפואנטה, מריה איזבל בורגואט אזקראט, בלן אלטבה בניטו (1997) מבוא לכימיה אורגנית. Universitat Jaume I. D.L. ed. IV. Títol V. Série 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) תעשיית הצבעים והפיגמנטים. כימיה אורגנית אורגנית. בית הספר להנדסת תעשיה ולאדוליד. שוחזר ב: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) אור ספיגה עם מולקולות אורגניות. מדד כימיה 104. אוניברסיטת אילינוי. Recoveredin: chem.uiuc.edu
  5. Penafiel סנדרה (2011) השפעת חומצות ובסיסים שומן נימוח השינוי בגוון ברקמת 100% כותנה צבוע עם צבע הממוגן של תגובתיות נמוכה. המאגר הדיגיטלי האוניברסיטה הטכנית של הצפון. (תזה של תואר).
  6. Reusch ויליאם (2013) Visible ו UltravioletSpectroscopy. IOCD הארגון הבינלאומי למדעי הכימיה בפיתוח. מקור: chemistry.msu.edu