مجموعات Chromophores والوظائف والتطبيقات



ال حاملات هم عناصر ذرة جزيء مسؤول عن اللون. في هذا الصدد ، فهي حاملات للإلكترونات المختلفة التي ، بمجرد تحفيزها بواسطة طاقة الضوء المرئي ، تعكس مجموعة الألوان.

على المستوى الكيميائي ، يكون جهاز chromophore مسؤولاً عن إنشاء الانتقال الإلكتروني لنطاق طيف الامتصاص لمادة ما. في الكيمياء الحيوية ، تكون مسؤولة عن امتصاص الطاقة الضوئية المشاركة في التفاعلات الكيميائية الضوئية.

يتوافق اللون المدرك من خلال العين البشرية مع الأطوال الموجية غير الممتصة. بهذه الطريقة ، يكون اللون نتيجة للإشعاع الكهرومغناطيسي المنقول.

في هذا السياق ، يمثل chromophore جزء الجزيء المسؤول عن امتصاص الأطوال الموجية للنطاق المرئي. ما يؤثر على الطول الموجي المنعكس ، وبالتالي لون العنصر.

يعتمد امتصاص الأشعة فوق البنفسجية على طول الموجة التي يستقبلها التغير في مستوى الطاقة للإلكترونات وحالة الاستقبال: متحمس أو أساسي. في الواقع ، يكتسب الجزيء لونًا معينًا عندما يلتقط أو ينقل بعض الأطوال الموجية المرئية.

مؤشر

  • 1 مجموعات كروموفوريك
  • 2 آلية وظيفة
    • 2.1 أوكسير كروم 
  • 3 كيف يتم تعديل اللون?
  • 4 التطبيق
  • 5 المراجع

مجموعات Chromophores

يتم تنظيم chromophores في مجموعات وظيفية مسؤولة عن امتصاص الضوء المرئي. تتشكل Chromophores عادةً بواسطة روابط ثنائية كربون-كربون وسندات ثلاثية (-C = C-): كمجموعة كاربونيل ، مجموعة ثيوكاربونيل ، مجموعة إيثيلين (-C = C-) ، مجموعة إيمينو (C = N) ، مجموعة نيترو ، مجموعة النيتروز (N = O) ، مجموعة azo (-N = N-) ، مجموعة diazo (N = N) ، مجموعة azoxy (N = NO) ، مجموعة azomethine ، مجموعة disulfide (-S = S-) ، و حلقات عطرية مثل الباراكينون والأورثوكينون.

مجموعات chromophore الأكثر شيوعًا هي:

  • كروموفرات الإيثيلين: Ar- (CH = CH) n -Ar؛ (N≥4)
  • Azo Chromophores: -R-N = N-R
  • الكروموسومات العطرية:
    • مشتقات ثلاثي فينيل ميثان: [Ar3CH]
    • مشتقات أنثراكينون
    • phthalocyanines
    • مشتقات غير متجانسة العطرية

تقدم مجموعات chromophoric الإلكترونات التي يتردد صداها على تردد معين ، والتي تلتقط أو تشع الضوء باستمرار. بمجرد ربطها بحلقة البنزين ، النفثالين أو الأنثراسين ، فإنها تعزز امتصاص الإشعاع.

ومع ذلك ، فإن هذه المواد تتطلب دمج جزيئات مجموعات الأوكوسكروموس ، من أجل تعزيز التلوين ، وتحديد وتكثيف دور الكروموسورات..

آلية وظيفة

على المستوى الذري ، يتم امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي عندما يحدث تحول إلكتروني بين مداريين من مستويات طاقة مختلفة.

عندما توجد في بقية ، تكون الإلكترونات في مدار مداري معين ، وعندما تمتص الطاقة ، تنتقل الإلكترونات إلى مدار مداري أعلى وينتقل الجزيء إلى حالة مثيرة.

في هذه العملية ، يتم تقديم فرق الطاقة بين المدارات ، والذي يمثل أطوال موجية ممتصة. في الواقع ، يتم تحرير الطاقة الممتصة أثناء العملية والإلكترون ينتقل من حالة الإثارة إلى شكل الراحة الأصلي.

نتيجة لذلك ، يتم إطلاق هذه الطاقة بطرق مختلفة ، حيث تكون الأكثر شيوعًا في شكل حرارة ، أو عن طريق إطلاق الطاقة من خلال نشر الإشعاع الكهرومغناطيسي.

ظاهرة التلألؤ هذه شائعة في الفسفور والإشعاع ، حيث يتم إضاءة جزيء والحصول على طاقة كهرومغناطيسية تنتقل إلى حالة من الإثارة ؛ عن طريق الرجوع إلى الحالة القاعدية ، يتم إطلاق الطاقة من خلال انبعاث الفوتونات ، أي الضوء المشع.

مصباغ 

ترتبط وظيفة الكروموسومات بالأوكسيكروموس. يشكل auxocromo مجموعة من الذرات ، إلى جانب chromophore ، تعدل الطول الموجي وكثافة الامتصاص ، مما يؤثر على الطريقة التي يمتصها chromophore المذكور للضوء.

لا يمكن لأكسكروم وحده أن ينتج لونًا ، ولكن تعلق على chromophore لديه القدرة على تكثيف لونه. في الطبيعة ، فإن الأكوكريوم الأكثر شيوعًا هي مجموعات الهيدروكسيل (-OH) ، ومجموعة الألدهيد (-CHO) ، ومجموعة أمينية (-NH2) ، ومجموعة ميثيل مركابتان (-SCH3) وهالوجينات (-F ، -Cl ، -Br ، -I).

تقدم المجموعة الوظيفية للأوكسيكروم واحدًا أو أكثر من الأزواج من الإلكترونات المتاحة التي ، عند انضمامها إلى chromophore ، تعدل امتصاص طول الموجة.

عندما يتم دمج المجموعات الوظيفية مباشرة مع نظام Pi للكروموفور ، يزداد الامتصاص نظرًا لزيادة طول الموجة التي تلتقط الضوء.

كيف يتم تعديل اللون?

يقدم الجزيء لونًا وفقًا لتكرار طول الموجة الذي تمتصه أو تنبعث منه. جميع العناصر لها تردد مميز يسمى التردد الطبيعي. 

عندما يكون طول الموجة ترددًا مماثلًا للتردد الطبيعي لجسم ما ، يتم امتصاصه بسهولة أكبر. في هذا الصدد ، تعرف هذه العملية باسم الرنين.

هذه ظاهرة يلتقط خلالها الجزيء إشعاع تردد مماثل لتردد حركة إلكترونات جزيءه..

في هذه الحالة ، يتدخل chromophore ، وهو العنصر الذي يلتقط فرق الطاقة بين المدارات الجزيئية المختلفة الموجودة داخل الطيف الضوئي ، وبهذه الطريقة ، يكون الجزيء ملونًا لأنه يلتقط ألوانًا معينة من الضوء المرئي.

يتسبب تدخل auxocromos في تحويل التردد الطبيعي للكروموفور ، وبالتالي يتم تعديل اللون ، في كثير من الحالات يتكثف اللون.

كل auxocromo تنتج تأثيرات معينة على الكروموسومات ، وتعديل وتيرة امتصاص الأطوال الموجية لأجزاء مختلفة من الطيف.

تطبيق

نظرًا لقدرتها على نقل الألوان إلى الجزيئات ، فإن للكروموفرات تطبيقات متعددة في إنتاج الأصباغ لصناعة الأغذية والنسيج.

في الواقع ، تحتوي الأصباغ على مجموعة أو أكثر من مجموعات chromophore التي تحدد اللون. أيضًا ، يجب أن يكون لديك مجموعات auxocromos تتيح إمكانية تحديد اللون والعناصر الموجودة فيه.

تطور صناعة منتجات التلوين منتجات معينة في قواعد لمواصفات محددة. تم إنشاء اللانهاية من الأصباغ الصناعية الخاصة لأي مادة. مقاوم لمختلف العلاجات ، بما في ذلك التعرض المستمر لأشعة الشمس والغسيل المطول أو الظروف البيئية الضارة.

لذلك ، يلعب المصنّعون والصناعيون مزيجًا من الكروموفور والأوكشروم من أجل تصميم مجموعات توفر صبغة ذات كثافة ومقاومة أكبر بتكلفة منخفضة.

مراجع

  1. Chromophore (2017) ملخص IUPAC للمصطلحات الكيميائية - الكتاب الذهبي. تم الاسترجاع من: goldbook.iupac.org
  2. Santiago V. Luis Lafuente، María Isabel Burguete Azcárate، Belén Altava Benito (1997) Introduction to Chemistry Chemistry. جامعة جاومي آي. أد. IV. Títol. V. Série 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) صناعة الأصباغ والأصباغ. الكيمياء العضوية العضوية. كلية الهندسة الصناعية بلد الوليد. تعافى في: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) امتصاص الضوء مع الجزيئات العضوية. مؤشر الكيمياء 104. جامعة إلينوي. Recoveredin: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) تأثير تليين مع قواعد من الأحماض الدهنية في تغيير الظل في الأقمشة القطنية بنسبة 100 ٪ مصبوغة الأصباغ رد الفعل من انخفاض التفاعل. المستودع الرقمي جامعة الشمال التقنية. (أطروحة الدرجة).
  6. Reusch William (2013) المرئي والأشعة فوق البنفسجية. IOCD المنظمة الدولية للعلوم الكيميائية في التنمية. تم الاسترجاع في: chemistry.msu.edu