Γιατί κάποια οργανική ένωση είναι χρωματισμένη στη φύση;
1. Συζευγμένα συστήματα:
* Τι είναι: Ένα συζευγμένο σύστημα είναι μια σειρά εναλλασσόμενων μονών και διπλών δεσμών μέσα σε ένα μόριο. Αυτό δημιουργεί ένα απομακρυσμένο σύστημα ηλεκτρονίων που μπορούν να κινηθούν ελεύθερα σε όλο το μόριο.
* Πώς λειτουργεί: Όταν το φως αλληλεπιδρά με ένα συζευγμένο σύστημα, τα ηλεκτρόνια μπορούν να απορροφήσουν ενέργεια και να μεταβούν σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας. Τα συγκεκριμένα μήκη κύματος του φωτός που απορροφάται εξαρτάται από το μέγεθος και τη δομή του συζευγμένου συστήματος. Το χρώμα που βλέπουμε είναι το συμπληρωματικό χρώμα του φωτός που απορροφάται.
* Παράδειγμα: Τα καροτενοειδή, υπεύθυνα για το πορτοκαλί και το κόκκινο χρώμα των καρότων, είναι πολύ συζευγμένα μόρια.
2. Χρωμοφόρα:
* Τι είναι: Τα χρωμοφόρα είναι συγκεκριμένες ομάδες ατόμων μέσα σε ένα μόριο που είναι υπεύθυνες για την απορρόφηση του φωτός στο ορατό φάσμα.
* Πώς λειτουργούν: Τα χρωμοφόρα συχνά περιέχουν συζευγμένα συστήματα, αλλά μπορούν επίσης να έχουν άλλα δομικά χαρακτηριστικά που συμβάλλουν στην ικανότητά τους να απορροφούν το φως.
* Παράδειγμα: Η ομάδα Nitro (-NO2) είναι ένα κοινό χρωμοφόρο που απορροφά το φως στην μπλε περιοχή, δίνοντας ενώσεις σε κίτρινο χρώμα.
3. Auxochromes:
* Τι είναι: Τα αυξητικά είναι ομάδες ατόμων που μπορούν να τροποποιήσουν το χρώμα μιας ένωσης μεταβάλλοντας το φάσμα απορρόφησης του χρωμοφόρου. Το κάνουν αυτό μετατοπίζοντας το μήκος κύματος της μέγιστης απορρόφησης.
* Πώς λειτουργούν: Τα αυξήματα συχνά περιέχουν ομάδες που προκαλούν ηλεκτρονική ή ηλεκτρονίων που επηρεάζουν τα επίπεδα ενέργειας των ηλεκτρονίων στο χρωμοφόρο.
* Παράδειγμα: Η ομάδα υδροξυλίου (-ΟΗ) είναι ένα αυξόνιο που μπορεί να μετατοπίσει την απορρόφηση ενός χρωμοφόρου προς μακρύτερα μήκη κύματος, καθιστώντας την ένωση να εμφανίζεται πιο κόκκινη.
4. Άλλοι παράγοντες:
* Μοριακή γεωμετρία: Το σχήμα ενός μορίου μπορεί επίσης να επηρεάσει το χρώμα του. Τα μόρια με συγκεκριμένες γεωμετρίες μπορούν να παρουσιάσουν διαφορετικούς τύπους ηλεκτρονικών μεταβάσεων που απορροφούν διαφορετικά μήκη κύματος φωτός.
* Επιδράσεις διαλύτη: Ο διαλύτης στον οποίο διαλύεται μια ένωση μπορεί επίσης να επηρεάσει το χρώμα του. Οι πολικοί διαλύτες μπορούν να αλληλεπιδρούν με το χρωμοφόρο και να μετατοπίσουν το φάσμα απορρόφησης του.
* Θερμοκρασία: Σε ορισμένες περιπτώσεις, η θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσει το χρώμα μιας ένωσης επηρεάζοντας τους σχετικούς πληθυσμούς διαφορετικών ηλεκτρονικών καταστάσεων.
Συνοπτικά, το χρώμα μιας οργανικής ένωσης προσδιορίζεται από ένα συνδυασμό παραγόντων που περιλαμβάνουν την παρουσία συζευγμένων συστημάτων, χρωμοφόρων, αυξόνιων, μοριακής γεωμετρίας, διαλύτη και θερμοκρασίας.
