Nhóm Chromophores, chức năng và ứng dụng



các nhiễm sắc thể chúng là các nguyên tố của nguyên tử của một phân tử chịu trách nhiệm cho màu sắc. Về vấn đề này, chúng là những hạt mang điện tử khác nhau, một khi được kích thích bởi năng lượng của ánh sáng khả kiến, phản ánh phạm vi màu sắc.

Ở cấp độ hóa học, chromophore chịu trách nhiệm thiết lập quá trình chuyển đổi điện tử của dải phổ hấp thụ của một chất. Trong hóa sinh, nó chịu trách nhiệm cho việc hấp thụ năng lượng ánh sáng liên quan đến các phản ứng quang hóa.

Màu sắc được cảm nhận qua mắt người tương ứng với các bước sóng không bị hấp thụ. Theo cách này, màu sắc là hậu quả của bức xạ điện từ truyền đi.

Trong bối cảnh này, chromophore đại diện cho một phần của phân tử chịu trách nhiệm cho sự hấp thụ các bước sóng của phạm vi nhìn thấy. Điều gì ảnh hưởng đến bước sóng phản xạ và do đó màu sắc của phần tử.

Sự hấp thụ bức xạ UV dựa trên bước sóng nhận được bởi sự thay đổi mức năng lượng của các electron và trạng thái tiếp nhận: bị kích thích hoặc cơ bản. Trong thực tế, phân tử thu được một màu nhất định khi bắt hoặc truyền các bước sóng khả kiến ​​nhất định.

Chỉ số

  • 1 nhóm Chromophoric
  • 2 Cơ chế và chức năng
    • 2.1 Phụ trợ 
  • 3 Cách sửa đổi màu sắc?
  • 4 ứng dụng
  • 5 tài liệu tham khảo

Nhóm Chromophores

Các nhiễm sắc thể được tổ chức thành các nhóm chức năng chịu trách nhiệm cho sự hấp thụ ánh sáng khả kiến. Chromophores thường được hình thành bởi liên kết đôi carbon-carbon và liên kết ba (-C = C-): như nhóm carbonyl, nhóm thiocarbonyl, nhóm ethylene (-C = C-), nhóm imino (C = N), nhóm nitro, nhóm nitơ (-N = O), nhóm azo (-N = N-), nhóm diazo (N = N), nhóm azoxy (N = NO), nhóm azomethine, nhóm disulfide (-S = S-), và vòng thơm như paraquinone và orthoquinone.

Các nhóm nhiễm sắc thể phổ biến nhất là:

  • Nhiễm sắc thể etylen: Ar- (CH = CH) n -Ar; (n≥4)
  • Chromophores Azo: -R-N = N-R
  • Nhiễm sắc thể thơm:
    • Các dẫn xuất của Trifenilmethane: [Ar3CH]
    • Các dẫn xuất của Anthraquinone
    • Phthalocyanines
    • Dẫn xuất thơm

Các nhóm nhiễm sắc thể trình bày các electron cộng hưởng ở một tần số nhất định, chúng thu hoặc phát ánh sáng liên tục. Sau khi được gắn vào vòng benzen, naphtalen hoặc anthracene, chúng củng cố sự hấp thu của bức xạ.

Tuy nhiên, các chất này đòi hỏi sự kết hợp của các phân tử của các nhóm bổ trợ, để củng cố màu sắc, cố định và tăng cường vai trò của các nhiễm sắc thể.

Cơ chế và chức năng

Ở cấp độ nguyên tử, bức xạ điện từ được hấp thụ khi quá trình biến đổi điện tử diễn ra giữa hai quỹ đạo có mức năng lượng khác nhau.

Khi được tìm thấy ở trạng thái nghỉ, các electron ở một quỹ đạo nhất định, khi chúng hấp thụ năng lượng, các electron chuyển sang quỹ đạo cao hơn và phân tử chuyển sang trạng thái kích thích.

Trong quá trình này, một sự khác biệt năng lượng giữa các quỹ đạo được trình bày, đại diện cho các bước sóng hấp thụ. Trong thực tế, năng lượng được hấp thụ trong quá trình được giải phóng và electron chuyển từ trạng thái kích thích sang dạng nghỉ ban đầu của nó.

Kết quả là, năng lượng này được giải phóng theo nhiều cách khác nhau, phổ biến nhất dưới dạng nhiệt hoặc do giải phóng năng lượng thông qua sự khuếch tán của bức xạ điện từ.

Hiện tượng phát quang này là phổ biến trong phát quang và huỳnh quang, trong đó một phân tử được chiếu sáng và thu được năng lượng điện từ chuyển sang trạng thái kích thích; bằng cách trở lại trạng thái cơ bản, năng lượng được giải phóng thông qua sự phát xạ của các photon, nghĩa là, phát ra ánh sáng.

Phụ trợ 

Chức năng của các nhiễm sắc thể được liên kết với các chất phụ trợ. Một chất phụ trợ tạo thành một nhóm các nguyên tử, kết hợp với một nhiễm sắc thể, làm thay đổi bước sóng và cường độ hấp thụ, ảnh hưởng đến cách thức mà chromophore hấp thụ ánh sáng.

Một đơn sắc không thể tạo ra màu sắc, nhưng được gắn vào một chromophore có khả năng tăng cường màu sắc của nó. Trong tự nhiên, các hợp chất phổ biến nhất là các nhóm hydroxyl (-OH), nhóm aldehyd (-CHO), nhóm amino (-NH2), nhóm methyl mercaptan (-SCH3) và halogen (-F, -Cl, -Br, -Tôi).

Nhóm chức năng của các bộ phận phụ trợ trình bày một hoặc nhiều cặp electron có sẵn, khi chúng tham gia vào một nhiễm sắc thể, điều chỉnh sự hấp thụ của bước sóng.

Khi các nhóm chức được liên hợp trực tiếp với hệ thống Pi của chromophore, sự hấp thụ được tăng cường do bước sóng bắt ánh sáng được tăng lên.

Làm thế nào màu sắc được sửa đổi?

Một phân tử trình bày một màu tùy thuộc vào tần số của bước sóng được hấp thụ hoặc phát ra. Tất cả các yếu tố có tần số đặc trưng gọi là tần số tự nhiên. 

Khi bước sóng có tần số tương tự tần số tự nhiên của vật thể, nó sẽ dễ dàng bị hấp thụ hơn. Về vấn đề này, quá trình này được gọi là cộng hưởng.

Đây là một hiện tượng trong đó một phân tử bắt được bức xạ có tần số tương tự như tần số chuyển động của các electron của phân tử của chính nó.

Trong trường hợp này, chromophore can thiệp, yếu tố thu được sự chênh lệch năng lượng giữa các quỹ đạo phân tử khác nhau nằm trong phổ ánh sáng, theo cách đó, phân tử có màu vì nó thu được một số màu nhất định của ánh sáng khả kiến.

Sự can thiệp của các chất phụ trợ gây ra sự biến đổi tần số tự nhiên của nhiễm sắc thể, do đó màu sắc bị biến đổi, trong nhiều trường hợp màu tăng cường.

Mỗi auxocromo tạo ra các hiệu ứng nhất định trên các nhiễm sắc thể, điều chỉnh tần số hấp thụ bước sóng của các phần khác nhau của quang phổ.

Ứng dụng

Do khả năng truyền màu cho các phân tử, chromophores có nhiều ứng dụng khác nhau trong sản xuất thuốc nhuộm cho ngành công nghiệp thực phẩm và dệt may.

Trong thực tế, thuốc nhuộm có một hoặc nhiều nhóm chromophore xác định màu sắc. Ngoài ra, bạn phải có các nhóm bổ trợ cho phép tiềm năng và sửa màu trên các phần tử sẽ tô màu.

Ngành công nghiệp chế tạo các sản phẩm màu phát triển các sản phẩm cụ thể trong các cơ sở đến các thông số kỹ thuật cụ thể. Một vô số thuốc nhuộm công nghiệp đặc biệt đã được tạo ra cho bất kỳ vật liệu. Chịu được các phương pháp điều trị khác nhau, bao gồm tiếp xúc liên tục với ánh sáng mặt trời và giặt giũ kéo dài hoặc điều kiện môi trường bất lợi.

Vì vậy, các nhà sản xuất và nhà công nghiệp chơi với sự kết hợp của các nhiễm sắc thể và các hợp chất để thiết kế các tổ hợp cung cấp một loại thuốc nhuộm có cường độ và sức đề kháng lớn hơn với chi phí thấp.

Tài liệu tham khảo

  1. Chromophore (2017) Bản tóm tắt của IUPAC về thuật ngữ hóa học - Sách vàng. Lấy từ: goldbook.iupac.org
  2. Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Giới thiệu về hóa học hữu cơ. Đại học Jaume I. D.L. chủ biên IV. Títol V. Série 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Ngành công nghiệp thuốc nhuộm và bột màu. Hóa hữu cơ hữu cơ. Trường Kỹ thuật công nghiệp Valladolid. Đã phục hồi trong: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Hấp thụ ánh sáng với các phân tử hữu cơ. Chỉ số hóa học 104. Đại học Illinois. Phục hồi: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Ảnh hưởng của việc làm mềm với các axit béo trong sự thay đổi màu của vải 100% cotton được nhuộm bằng thuốc nhuộm phản ứng có độ phản ứng thấp. Kho lưu trữ kỹ thuật số Đại học kỹ thuật miền Bắc. (Luận văn bằng cấp).
  6. Reusch William (2013) Nội soi có thể nhìn thấy và tia cực tím. Tổ chức khoa học hóa học quốc tế IOCD đang phát triển. Truy xuất tại: chem.msu.edu