第二讲 发色理论与常见染料ppt课件.ppt

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1、1.1物质的颜色当光线照射到物质后，一部分被吸收。另一部分被反射（被吸收光的补光）或透射的光线作用于人眼后的一种综合视觉反映就是颜色。可见光色环图可简单理解为：颜色=物质自身性质×光线×人的视觉第一节、光与颜色的基本知识当两个色光混合成白色色光时，则将这两个色光的主波长定义为互补波长，1.2颜色的影响因素物质的分子结构是影响物质发色的内因。物质的分子结构变化直接影响物质对光线的吸收、反射或透射，从而导致物质的颜色发生变化。有机化合物结构变化对颜色的影响萘λnm光线是物质显色的外界要素。入射光反射光入射光透射光入射

2、光吸收光反射光入射光吸收光（绝对白色：入射光强度=反射光强度）（绝对黑色：反射光强度=0）（灰色：入射光强度=吸收光强度+反射光强度）（绝对透明：入射光强度=透射光强度）对于本身不发光的物质：①如果没有光线，则人眼就感受不到物质的颜色，甚至感受不到物体的存在。②如果照射物体的光线发生变化，则物体的颜色将发生变化。日光日光蓝绿光（红光的补色光）蓝色光（黄色的补色）物体在不同光源照射下的颜色变化某一物体在太阳光照射下呈现红色，是因为较多地吸收了太阳光中的蓝绿光（青光）而反射出其补光——红光,呈现出红色。若将该物体改用

3、青光照射，则由于大部分青光被吸收而呈现黑色。人的视觉系统是人们判断颜色的感觉器官，是影响物质颜色的外在因素。1.3发色理论分子内部的运动主要包括成键电子的运动、原子核间的相对振动和分子的转动，表现出一定的分子能量（内能），分子能量的总和：E=Ee+Ev+Er为什么物质选择吸收光波后，能显示出颜色？颜色与物质的分子结构有什么关系？问题分子受到外界的作用，分子能量发生不连续的变化。分子从一种能量状态到另一种能量状态的过渡称为“激发”。按能级由高到低分为第一激发态、第二激发态……△EE0（基态）E1（第一激发态E2（第

4、二激发态)σσ*△Eσ△Eπππ*分子能级图分子中成键电子能级图))选择性吸收能量，跃迁到高能级按量子学观点：光线作用于物质时，只选择性地吸收能量和物质分子能级间隔相等的光子，分子才能产生激发。被物质选择性吸收的光的波长称最大吸收波长。△E=hv将v=Cλ代入λmax=hc∕△E只含有σ键的物质无色，因为能量差△Eσ相当大，它所需吸收的光子能量基本上是紫外和远紫外光谱，不能吸收可见光谱中的光量子。当分子中的π键参与共轭，能量差△Eσ变小，则分子能够吸收可见光谱中的光量子。所以，含有共轭π键的分子，其物质大多具有颜

5、色，且分子中π键共轭越长，颜色越深。（一）发色团学说1、有机化合物的颜色是因为分子中含有大量的双键，这些双键称为发色团。2、有机化合物分子的π键必须产生共轭形成大的共轭连通体系才能使化合物产生颜色。具有以下发色团并连接于芳环上的化合物一般具有颜色。1.4染料的颜色与结构的关系NOONNCOCCNONNOCHNCS硝基偶氮基羰基乙烯基亚硝基氧化偶氮基次甲氮基硫代羰基分子中含有一些强的供、吸电子基团，能使化合物产生深色效应。这些基团称为助色团。具有深色作用的助色团有：OHORNH2NHRNR2ClBrI（二）有机化合

6、物的结构与颜色的关系根据发色理论和发色团学说，有机化合物的颜色与结构的关系如下：1.共轭双键的数目与颜色的关系在共轭双键体系中，共轭双键越长，共轭体系越大，则选择吸收的光线波长也越长，产生深色效应。（CHCH）nn=1无色n=3黄色n=5橙色n=7红色深色效应蓝-绿蓝-蓝绿2.共轭体系内的极性基团对颜色的影响：在共轭体系的两端，若存在极性基团（强的供、吸电子基团）时，可使分子的极性增强，大π键中的电子流动性增强，降低分子激化所需要的能量，使吸收光量子向长波方向移动（红移现象），产生深色效应。如果共轭体系分子的两端

7、分别对称地连接供、吸电子基团，电子流动性更加增强，深色效应更显著。NO2OHNH2O2NNH2O2NOH最大吸收波长/nm255268275282318315化合物的颜色逐渐加深化合物在介质的作用下发生离子化，生成电荷，使共轭体系内供电子基团的供电子性或吸电子基团的吸电子性均获得加强，促使共轭体系内的电子更加活跃，激化能更小，于是吸收光谱向长波方向移动，产生深色效应。如：色酚AS溶解于烧碱后溶液变成黄色。3.分子的离子化对颜色的影响：OHCONHNaOHONaCONH浅灰色黄色当分子和所有的基团都处于同一平面且对

8、称时，共轭效应才能得到最大的发挥，电子云在整个分子中的流动性得以增强，激化能降低，产生深色效应。分子中的共轭双键有利于分子的共平面性，单键自由旋转不利于分子的共平面性。4.分子的共平面性和对称性对颜色的影响NH2NSO3NaNNNNH2SO3Na红色NH2NSO3NaN橙红色﹦﹦第二节直接染料直接染料：能不借助媒染剂而使纤维素纤维直接染色的染料。如刚果红结构式如下：刚果红