Cromofor

Cromofori comuni

Termenul cromofor este definit, în sens larg, un grup de atomi capabili să dea culoare unei substanțe . Mai precis, un cromofor reprezintă un atom sau un grup de atomi ai unei entități moleculare responsabile de apariția unei benzi spectrale date în urma unei tranziții electronice . ^[1] Acest lucru este posibil deoarece configurația orbitalelor moleculare permite tranziții electronice datorită absorbției radiațiilor vizibile și absorbției în UV nu departe; de aceea tranzițiile σ → σ ^* sunt excluse. În general, toate grupurile nesaturate pot fi definite ca cromofori, în special: C ≡C, C = C, C = N , C = O , C = S , N = N, N = O, sisteme poliene , inele aromatice etc. Elementele blocurilor d și f sunt, de asemenea, cromofore.

Tranzițiile responsabile de caracterul cromofor sunt de următoarele tipuri:

π → π ^*
n → σ ^*
n → π ^*

Grupuri particulare de cromofori, capabile să genereze colorare fluorescentă sau fosforescentă în anumite condiții, se numesc fluorofori .

O caracteristică asociată diferitelor grupe de cromofori este lungimea de undă de absorbție, care poate fi calculată folosind relația Planck

\lambda ={\frac {hc}{{\Delta }E}}

{\ displaystyle \ lambda = {\ frac {hc} {{\ Delta} E}}}

{\ displaystyle \ lambda = {\ frac {hc} {{\ Delta} E}}}

unde h = constanta lui Planck , c = viteza luminii și ΔE este variația de energie legată de tranziție.

O altă caracteristică particulară este coeficientul specific de extincție molară care poate fi obținut aproximativ dintr-o derivare din mecanica statistică simplificată:

ε = 9 10 ¹⁹ SP

unde S este suprafața cromoforului ( cm ² ) și P este probabilitatea asociată cu tranziția în cauză.

În studiul tranzițiilor cromoforilor este de asemenea necesar să nu uităm să aplicăm regulile de selecție, care disting tranzițiile permise de cele interzise.

O grupă funcțională cu n orbitali care nu se leagă (cum ar fi -OH, -OR, -NH2, -NHR, -NR2, -X ...) legată de un cromofor, poate duce la o creștere a efectului batocromic și hipercromic, în acest caz vorbim de grupuri auxocromice .

Efectul substituenților, conjugării și solventului

Mediul chimic al unui cromofor și efectul de solvatare influențează lungimea de undă de absorbție și coeficientul de extincție molar. În special, grupurile moleculei care influențează absorbția acesteia se numesc auxocromi . Efectele rezultate sunt următoarele:

Efect batocrom . Corespunde unei creșteri a absorbției λ datorită unei variații a energiei orbitalilor de frontieră . Tura roșie.
Efect cromatic . Este un efect opus celui precedent, în care variația energiei legată de tranziție determină o deplasare de λ către valori mai mici. Schimbare albastră.
Efect hipercromic . Valoarea lui ε crește atât datorită probabilității crescute de tranziție, cât și datorită creșterii suprafeței S, rezultând o creștere a intensității benzii.
Efect hipocromatic . Acesta constă în scăderea valorii lui ε din cauze opuse celor anterioare, prin urmare urmează o reducere a intensității benzii.