Сольватохромизм - это явление, наблюдаемое, когда цвет из-за растворенного вещества отличается, когда растворенное вещество растворено в разных растворителях . [1] [2]
Сольватохромный эффект является способом спектра вещества (далее растворенного вещества ) изменяется , когда вещество растворяет в различных растворителях . В этом контексте диэлектрическая проницаемость и водородная связывающая способность являются наиболее важными свойствами растворителя. Различные растворители по-разному влияют на основное и возбужденное состояние электронов.растворенного вещества, так что размер энергетического зазора между ними изменяется по мере изменения растворителя. Это отражается в спектре поглощения или излучения растворенного вещества в виде различий в положении, интенсивности и форме спектроскопических полос. Когда спектроскопическая полоса находится в видимой части спектра, сольватохромизм наблюдается как изменение цвета. Это иллюстрируется красителем Райхардта , как показано справа.
Отрицательный сольватохромизм соответствует гипсохромному сдвигу (или синему сдвигу) с увеличением полярности растворителя. Примером отрицательного сольватохромизма является йодид
4- (4'-гидроксистирил) - N- метилпиридиния , который имеет красный цвет в 1-пропаноле , оранжевый в метаноле и желтый в воде .
Положительный сольватохромизм соответствует батохромному сдвигу (или красному смещению) с увеличением полярности растворителя. Примером положительного сольватохромизма является 4,4'-бис (диметиламино) фуксон , который имеет оранжевый цвет в толуоле и красный цвет в ацетоне .
Основная ценность концепции сольватохромизма - это контекст, который она предоставляет для предсказания цветов решений. Сольватохромизм в принципе может быть использован в сенсорах и в молекулярной электронике для построения молекулярных переключателей . Сольватохромные красители используются для измерения параметров растворителя, которые могут использоваться для объяснения явлений растворимости и прогнозирования подходящих растворителей для конкретных целей.
Сольватохромия в фотолюминесценции / флуоресценции из углеродных нанотрубок , была идентифицирована и использована для оптических применений датчиков. В одном из таких приложений было обнаружено , что длина волны флуоресценции углеродных нанотрубок, покрытых пептидами, изменяется при воздействии взрывчатых веществ , что облегчает обнаружение. [3] Однако совсем недавно гипотеза сольватохромизма малых хромофоров была подвергнута сомнению для углеродных нанотрубок в свете более старых и новых данных, показывающих электрохромное поведение. [4] [5] [6]Эти и другие наблюдения, касающиеся нелинейных процессов на полупроводниковой нанотрубке, предполагают, что коллоидные модели потребуют новых интерпретаций, которые соответствуют классическим полупроводниковым оптическим процессам, включая электрохимические процессы, а не физическим описаниям малых молекул. Противоречивые гипотезы могут быть связаны с тем фактом, что нанотрубка представляет собой поверхность раздела материала толщиной всего в один атом, в отличие от других «объемных» наноматериалов.
Ссылки [ править ]
- ^ Марини, Альберто; Муньос-Лоса, Аврора; Бьянкарди, Алессандро; Меннуччи, Бенедетта (2010). «Что такое сольватохромизм?». J. Phys. Chem. B . 114 (51): 17128–17135. DOI : 10.1021 / jp1097487 . PMID 21128657 .
- ^ Райхард, Кристиан; Велтон, Томас (2010). Растворители и эффекты растворителей в органической химии (4-е, дополненное и доп. Ред.). Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH . п. 360. ISBN 9783527324736.
- ^ Heller, Daniel A .; Пратт, Джордж У .; Чжан, Цзинцин; Наир, Нитиш; Хансборо, Адам Дж .; Boghossian, Ardemis A .; Руэл, Найджел Ф .; Бароне, Пол В .; Страна, Майкл С. (2011). «Вторичная структура пептида модулирует флуоресценцию однослойных углеродных нанотрубок в качестве шаперонного сенсора для нитроароматических соединений» . PNAS . 108 (21): 8544–8549. DOI : 10.1073 / pnas.1005512108 . PMC 3102399 . PMID 21555544 .
- ^ Кунаи, Yuichiro; Лю, Альберт Тяньсян; Cottrill, Антон Л .; Коман, Владимир Б .; Лю, Пинвэй; Кодзава, Даичи; Гун, Сюнь; Страна, Майкл С. (2017-10-20). "Наблюдение Маркуса инвертированной области переноса электрона от асимметричного химического легирования чистых (n, m) однослойных углеродных нанотрубок". Журнал Американского химического общества . 139 (43): 15328–15336. DOI : 10.1021 / jacs.7b04314 .
- ^ Каван, Ладислав; Рапта, Питер; Дунш, Лотар; Брониковски, Майкл Дж .; Уиллис, Питер; Смолли, Ричард Э. (2001-11-01). «Электрохимическая настройка электронной структуры однослойных углеродных нанотрубок: исследование комбинационного рассеяния света и ближнего инфракрасного излучения на месте». Журнал физической химии B . 105 (44): 10764–10771. DOI : 10.1021 / jp011709a . ISSN 1520-6106 .
- ^ Хартлеб, Хольгер; Späth, Флориан; Хертель, Тобиас (22 сентября 2015 г.). "Доказательства сильных электронных корреляций в спектрах одностенных углеродных нанотрубок, легированных затвором". ACS Nano . 9 (10): 10461–10470. DOI : 10.1021 / acsnano.5b04707 . PMID 26381021 .
Внешние ссылки [ править ]
- Эксперимент с отрицательным сольватохромизмом
- Положительный сольватохромный эксперимент
