文档介绍：染料化学第03章颜色结构
《染料化学》原始教程第3章染料的颜色和结构
第3章染料颜色和结构(Color and Constitution of Dyes)
本章分4个小节进行介绍:
§ 吸光现象和吸收光谱曲线
§ 吸收光谱的量子概念
§ 染料发色的两种理论
§ 染料颜色与结构的关系
通过本章学****要掌握以下内容:
1、侧重掌握染料发色的价键理论,即共振理论。它可以定性地解释发色团与助色团在染料结构中与颜色的关系,即描述它们是如何产生深色效应、浓色效应、浅色效应、淡色效应的,以及这些效应和最大吸收浓长λ
之间的关系。
2、了解染料发色的分子轨道理论。它试图定量描述染料发色机制,由于染料发色本质的复杂性和多元性,尚难以通过理论计算求出染料的λ
解释结构与颜色的关系提供了强大的理论基础。
3、掌握染料颜色与介质性质的关系。一般来说,当激化态染料分子为极性共振结构时,极性溶剂将产生深色效应;当基态染料分子显极性结构时,非极性溶剂将产生深色效应。上述结论,反之亦然。
4、尝试由染料结构与颜色的关系解释一些官能团,如吸电子基团、供电子基团、隔离基团在染料结构设计中的运用,判断染料结构与其颜色的关系,比较不同结构的染料其颜色的深浅和浓淡取向等。
5、物质的吸收特性和吸光曲线,由染料的吸光曲线分析染料。
1 Tcwang? max,但是它对进一步max和最大摩尔吸光系数εmax
《染料化学》原始教程第3章染料的颜色和结构
§ 吸光现象和吸收光谱曲线
一、概念述语
光——可产生色感的电磁波****惯上称产生色感的电磁波谓之可见“光”,如红光、
紫光等,不可见的电磁波谓之辐射“线”,如红外线IR、紫外线UV等。色——视觉对可见光的感受。物质对光的选择吸收便显现了物质的颜色。发色团——结构中能吸收可见光波的吸电子基团。它以提升染料的λ助色团——接在π共轭体系上的供电子基团。它以提升染料的ε
max为主导。
max为主导。
全色——连续光谱依自然比例混合后的颜色。可见光波全波段(380-780nm)的光按
自然比例混合后可以得到白色(指人类视野),反过来,白色光通过色散可以得到一段连续光谱(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)。
补色——可见光波被选择吸收后所剩余的光波。也可以理解为剩色和残色,吸收的
光波和剩余的光波互为补色。
补***——P51,T3-1,一种人为的将补色
关系列成对角线关系的色谱图。——通常,人们利用染料的稀溶液, 如50mg∕L,对于分子量为500的染料, 其摩尔浓度为1×10mol∕L,来研究染料的吸光特性。
-4
二、吸收定律
吸收定律(Lambert-Beer定律)
在稀溶液中,若不计溶质分子之间的和溶质与溶剂分子之间的相互作用,透射光强Iλ与入射光强I0之间成自然对数关系,这是Lambert和Beer通过大量实验和理论归纳与计算而得出的研究结果。即:
Iλ=I0 ? -k’c l????????????????????????(1) 式中:Iλ——透射光强;I0——入射光强;k’——线性常数;
c——溶液浓度mg∕L;l——光程长cm。
将(1)式化成常用对数形式,则:Iλ∕I0=10 -k’ c l
2
∕
I0
入射光
Iλ
透射光
Tcwang?
《染料化学》原始教程第3章染料的颜色和结构为了简便起见,人们定义:透光率T=Iλ∕I0,吸光系数k=k’/,则:
T=10 -k c l ——→-lg T=k c l ——→ lg T -1=k c l ???????(2)
再定义:吸光度A=lgT -1,则:
A=k c l ????????????????????????(3)
(3)式中浓度c是以mg∕L计量的,若以摩尔浓度mol∕L来计量之,则:
A=εc l ——→ε=A∕c l ??????????????(4)
在(4)式中,ε称为摩尔吸光系数。实际研究中,通过对透射光强的测定,由
(3)和(4)两个式子可以分别作出染料的吸光度曲线(A-λ曲线)和摩尔吸光曲线(ε-v?曲线),它们被称为染料的吸收光谱曲线。
三、吸收光谱曲线
染料之所以显现出颜色,是因为它对可见光波是选择吸收的缘故。其所显现出的颜色,是通过染料吸收后的补色。在可见光的不同波段,染料会有不同的吸收强度。由上述(3)(4)两式,在可见光区,于380-780nm范围内分别测定其吸光度A,同时可算出其对应的摩尔吸光度ε,以波长λ或波数v?为横坐标,吸光度A或摩尔吸光系数ε为纵坐标分别作图,即得到该染料