A kromoforok az atom elemei, a molekula felelős a színért. Ebben a tekintetben különféle elektronok hordozói, amelyek a látható fény energiájának stimulálása után a színek tartományát tükrözik.
Kémiai szinten a kromofor felelős az anyag abszorpciós spektrumának sávjának elektronikus átmenetéért. A biokémiában felelősek a fénykémiai reakciókban résztvevő fényenergia abszorpcióáért.
Színek A Háttér Színes Háttérkép
Az emberi szem által érzékelt szín megfelel az abszorbeálatlan hullámhossznak. Ilyen módon a szín az átadott elektromágneses sugárzás következménye.
Ebben az összefüggésben a kromofor a molekula azon részét képviseli, amely a látható tartományban a hullámhosszok abszorpciójáért felelős. Mi befolyásolja a visszavert hullámhosszt és ezáltal az elem színét.
Az ultraibolya sugárzás abszorpcióját az elektronok energiaszintjének változása által kapott hullámhossz és az érzékelési állapot alapján gerjesztik: bazális vagy gerjesztett. Valójában a molekula megkap egy bizonyos színt, amikor bizonyos látható hullámhosszokat rögzít vagy továbbít.
Kromofor csoportok
A kromoforokat funkcionális csoportokba rendezzük, amelyek felelősek a látható fény elnyeléséért. A kromoforok általában szén-szén kettős és hármas kötésekből (-C = C-) állnak: mint például karbonilcsoport, tiokarbonilcsoport, etiléncsoport (-C = C-), iminocsoport (C = N), nitrocsoport, nitrozocsoport (-N = O), azocsoport (-N = N-), diazocsoport (N = N), azoxicsoport (N = NO), azometincsoport, diszulfidcsoport (-S = S-) és a aromás gyűrűk, például parakinon és ortokinon.
A leggyakoribb kromoforcsoportok:
- Etilén kromoforok: Ar- (CH = CH) n-Ar; (N≥4)
- Azo-kromoforok: -RN = NR
- Aromás kromoforok:
- A trifenilmetán származékai:
- Az antrakinon származékai
- Phthaíocyanines
- Heteroaromás származékok
A kromoforcsoportok olyan frekvencián rezonáló elektronokat mutatnak, amelyek folyamatosan elfogják vagy sugározzák a fényt. A benzol-, naftalin- vagy antracéngyűrűhöz csatlakoztatva javítják a sugárzás felvételét.
Ezeknek az anyagoknak azonban szükségük van auxokróm csoportok molekuláinak beépítésére annak érdekében, hogy megerősítsék a színeződést, rögzítsék és erősítsék a kromoforok szerepét.
Mechanizmus és funkció
Atomszinten az elektromágneses sugárzás elnyelődik, amikor elektronikus transzformáció történik két különböző energiaszintű keringőpont között.
Ha nyugalomban vannak, az elektronok egy bizonyos pályán vannak, amikor energiát vesznek fel, az elektronok egy magasabb pályára lépnek, és a molekula izgatott állapotba kerül.
Ebben a folyamatban van egy energiakülönbség az orbitálisok között, amely képviseli az abszorbeált hullámhosszokat. Valójában a folyamat során abszorbeált energia felszabadul, és az elektron a gerjesztett állapotból az eredeti formájába megy nyugalomban.
Következésképpen ez az energia többféle módon szabadul fel, a leggyakoribb hő formájában vagy az energia felszabadítása révén az elektromágneses sugárzás diffúzióján keresztül.
Ez a lumineszcencia jelenség gyakori a foszforeszcenciában és a fluoreszcenciában, amikor egy molekula felgyullad, és elektromágneses energiát szerez, gerjesztett állapotba kerülve; Az alapállapothoz való visszatéréskor az energia felszabadul a fotonok kibocsátásával, azaz a sugárzó fénnyel.
auxokrom
A kromoforok funkciója az auchokrómokhoz kapcsolódik. Az auxokróm atomok olyan csoportját képezi, amelyek egy kromoforral együtt módosítják a hullámhosszot és az abszorpció intenzitását, befolyásolva azt, hogy az említett kromofor hogyan absorbálja a fényt.
Egy auxochrom önmagában nem képes szín előállítására, de egy kromoforhoz kapcsolódva képes fokozni színét. A természetben a leggyakoribb auxokrómok a hidroxilcsoportok (-OH), aldehidcsoportok (-CHO), aminocsoportok (-NH2), metil-merkaptáncsoport (-SCH3) és a halogének (-F, -Cl, -Br, -ÉN).
Az auxokrómok funkcionális csoportjában egy vagy több elérhető elektronpár van, amelyek egy kromoforhoz kapcsolódva módosítják a hullámhossz abszorpcióját.
Ha a funkcionális csoportokat közvetlenül a kromofor Pi-rendszerével konjugáljuk, akkor az abszorpció fokozódik, mivel a fényt elfogó hullámhossz növekszik.
Hogyan változik a szín?
A molekula színe az abszorbeált vagy kibocsátott hullámhossz frekvenciájától függ. Minden elemnek egy jellegzetes frekvenciája van, amelyet természetes frekvenciának hívnak.
Ha a hullámhossz a tárgy természetes frekvenciájához hasonló frekvenciával rendelkezik, akkor könnyebben elnyelődik. E tekintetben ezt a folyamatot rezonanciának nevezzük.
Ez az a jelenség, amelyen keresztül a molekula olyan frekvenciájú sugárzást rögzít, amely hasonló az elektronok mozgásának frekvenciájához a saját molekulájában.
Ebben az esetben a kromofór beavatkozik, egy elem, amely megragadja a fény spektrumán belüli különféle molekuláris pályák energiakülönbségét. Ilyen módon a molekula színűnek tűnik, mivel a látható fény bizonyos színét rögzíti.
Az auxokrómok beavatkozása a kromofór természetes frekvenciájának átalakulását idézi elő, így a szín módosul, sok esetben a szín intenzívebbé válik.
Mindegyik auxokróm bizonyos hatást gyakorol a kromoforokra, módosítva a spektrum különböző részeiből származó hullámhosszok abszorpciójának frekvenciáját.
Alkalmazás
Annak érdekében, hogy képesek legyenek a molekulákra színt adni, a kromoforok különféle alkalmazásokkal szolgálnak az élelmiszer- és textiliparban használt színezékek gyártásában.
Valójában a színezékek egy vagy több kromofor csoportot tartalmaznak, amelyek meghatározzák a színt. Hasonlóképpen, auxokróm csoportokkal kell rendelkeznie, amelyek lehetővé teszik a potenciált, és rögzítik a színt az elemek színén.
A színezőanyag-gyártó ipar sajátos előírások alapján fejleszti ki az egyes termékeket. Végtelen speciális ipari színezékeket hoztak létre minden anyag számára. Különböző kezelésekkel szemben ellenálló, beleértve a folyamatos napsugárzást és a hosszantartó mosást vagy a zord környezeti feltételeket.
Tehát a gyártók és az iparosok a kromoforok és az auxokrómok kombinációjával játszanak annak érdekében, hogy olyan kombinációkat alakítsanak ki, amelyek alacsonyabb költségek mellett nagyobb intenzitást és ellenállást nyújtanak.
Irodalom
- Chromophore (2017) IUPAC kémiai terminológia összefoglalója - Arany könyv. Helyreállítva: goldbook.iupac.org
- Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Bevezetés a szerves kémiába. Universitat Jaume IDL ed. IV. Cím. V. sorozat, 547. ISBN 84-8021-160-1
- Sanz Tejedor Ascensión (2015) A festék- és pigmentipar. Ipari szerves kémia. Valladolid Ipari Műszaki Iskola. Helyreállítva: eii.uva.es
- Shapley Patricia (2012) A fény abszorbeálása szerves molekulákkal. Kémia 104 Index. Illinoisi Egyetem. Helyreállítva: chem.uiuc.edu
- Peñafiel Sandra (2011) A zsírsav-bázisokkal történő lágyulás hatása az árnyalatváltozásra az alacsony reakcióképességű, reaktív festékekkel festett 100% pamutszövetekben. Digitális adattár. Északi Műszaki Egyetem. (Tézis).
- Reusch William (2013) Látható és ultraibolya spektroszkópia. IOCD Kémiai Tudományok Nemzetközi Szervezete a Fejlesztésben. Helyreállítva: chemistry.msu.edu