Цвет химикатов

Цветом химических веществ является физическим свойством химических веществ , которые в большинстве случаев происходит от возбуждения электронов из - за поглощение энергии , выполняемое химическим веществом. Глаз видит не поглощенный цвет, а дополнительный цвет от удаления поглощенных длин волн . Эта спектральная перспектива впервые была отмечена в атомной спектроскопии .

Изучение химической структуры посредством поглощения и высвобождения энергии обычно называют спектроскопией .

Теория [ править ]

UV-VIS спектра для соединения , которое появляется оранжевый в диметилформамиде

Все атомы и молекулы способны поглощать и выделять энергию в виде фотонов , что сопровождается изменением квантового состояния. Количество поглощенной или высвобожденной энергии - это разница между энергиями двух квантовых состояний. Существуют различные типы квантовых состояний, включая, например, вращательные и колебательные состояния молекулы. Однако выделение видимой человеческим глазом энергии, обычно называемой видимым светом, охватывает длины волн приблизительно от 380 нм до 760 нм, в зависимости от человека, и фотоны в этом диапазоне обычно сопровождают изменение атомного или молекулярного орбитального квантового состояния. Восприятие света регулируется тремя типами цвета. рецепторы в глазу, которые чувствительны к разным диапазонам длин волн в этом диапазоне.

Связь между энергией и длиной волны определяется соотношением Планка-Эйнштейна

${\ displaystyle E = hf = {\ frac {hc} {\ lambda}} \, \!}$

где E - энергия кванта ( фотона ), f - частота световой волны, h - постоянная Планка , λ - длина волны, а c - скорость света .

Отношения между энергиями различных квантовых состояний рассматриваются с помощью атомной орбитали , молекулярной орбитали , теории поля лигандов и теории кристаллического поля . Если фотоны определенной длины волны поглощаются веществом, тогда, когда мы наблюдаем свет, отраженный от этого вещества или проходящий через него, мы видим дополнительный цвет , состоящий из оставшихся видимых длин волн. Например, бета-каротин имеет максимальное поглощение при 454 нм (синий свет), следовательно, то, что остается видимым светом, кажется оранжевым.

Цвета по длине волны [ править ]

Ниже представлена ​​приблизительная таблица длин волн, цветов и дополнительных цветов. При этом используются научные цветовые круги CMY и RGB, а не традиционное цветовое колесо RYB . ^[1]

Это можно использовать только в качестве очень приблизительного ориентира, например, если поглощается узкий диапазон длин волн в диапазоне 647-700, тогда синие и зеленые рецепторы будут полностью стимулироваться, делая голубой, а красный рецептор будет частично стимулироваться. , разбавляя голубой до сероватого оттенка.

По категории [ править ]

Подавляющее большинство простых неорганических (например, хлорид натрия ) и органических соединений (например, этанола) бесцветны. Соединения переходных металлов часто окрашиваются из-за переходов электронов между d-орбиталями разной энергии. (см. Переходный металл # Цветные соединения ). Органические соединения имеют тенденцию окрашиваться при обширном конъюгации , вызывая уменьшение энергетической щели между ВЗМО и НСМО , переводя полосу поглощения из УФ в видимую область. Точно так же цвет возникает из-за энергии, поглощаемой соединением, когда электрон переходит от ВЗМО к НСМО. Ликопинявляется классическим примером соединения с обширной конъюгацией (11 конъюгированных двойных связей), дающей интенсивный красный цвет (ликопин отвечает за цвет томатов ). Комплексы с переносом заряда по разным причинам имеют очень интенсивный цвет.

Примеры [ править ]

Однако важно отметить, что цвета элементов будут варьироваться в зависимости от того, с чем они входят в комплекс, а также от их химического состояния. Пример с ванадием (III); VCl ₃ имеет характерный красноватый оттенок, тогда как V ₂ O ₃ выглядит черным.

Соли [ править ]

Предсказать цвет соединения может быть чрезвычайно сложно. Вот некоторые примеры:

• Хлорид кобальта бывает розового или синего цвета в зависимости от степени гидратации (синий сухой, розовый от воды), поэтому он используется в качестве индикатора влажности в силикагеле.
• Оксид цинка имеет белый цвет, но при более высоких температурах становится желтым, а по мере охлаждения становится белым.

Ионы в пламени [ править ]

Газы [ править ]

Бисерные тесты [ править ]

Разнообразие цветов, часто похожих на цвета, обнаруженные при испытании на пламя, дает испытание шариком, которое является качественным испытанием для определения металлов. Платиновая петля увлажняет и погружает в виде мелкого порошка вещества в вопросе и буры . Затем петлю с прилипшими порошками нагревают в пламени до тех пор, пока она не расплавится, и не будет наблюдаться цвет полученного шарика.

Ссылки [ править ]