Chromophores הם המרכיבים של האטום מולקולה אחראי לצבע. בהקשר זה, הם נשאים של אלקטרונים שונים שבעבר מגורים על ידי האנרגיה של האור הנראה, משקפים את מגוון הצבעים.
ברמה הכימית הכרומופור אחראי לביסוס המעבר האלקטרוני של הפס של ספקטרום הספיגה של חומר. בביוכימיה, הם אחראים לקליטת אנרגיית האור המעורבת בתגובות פוטוכימיות.
צבעי רקע רקע צבעוני צבעוני
הצבע הנתפס דרך העין האנושית תואם את אורכי הגל הבלתי ספוגים. באופן זה צבע הוא תוצאה של קרינה אלקטרומגנטית מועברת.
בהקשר זה, הכרומופור מייצג את החלק של המולקולה האחראית לקליטת אורכי הגל בטווח הגלוי. מה משפיע על אורך הגל המשתקף וכך על צבע האלמנט.
ספיגת קרינת ה- UV מתבצעת על בסיס אורך הגל שמתקבל על ידי הווריאציה של רמת האנרגיה של האלקטרונים ומצב הקליטה: נרגש או בסיסי. אכן, המולקולה משיגה צבע מסוים כאשר היא לוכדת או משדרת אורכי גל מסוימים גלויים.
קבוצות כרומופור
הכרומופורים מאורגנים בקבוצות פונקציונליות האחראיות לקליטת האור הנראה. כרומופורים מורכבים בדרך כלל מקשרים כפולים ופחמן-פחמן ופחמן משולש (-C = C-): כמו קבוצת קרבוניל, קבוצת התיוקרבוניל, קבוצת אתילן (-C = C-), קבוצת אימינו (C = N), קבוצת ניטרו, קבוצת ניטרוסו (-N = O), קבוצת אזו (-N = N-), קבוצת דיאאז (N = N), קבוצת אזוקסי (N = NO), קבוצת אזומטין, קבוצת דיסולפיד (-S = S-), והקבוצה טבעות ארומטיות כמו פרקינון ואורטוקינון.
קבוצות הכרומופור הנפוצות ביותר הן:
- כרומופורים אתניים: Ar- (CH = CH) n-Ar; (n≥4)
- כרומופורות אזו: -RN = NR
- כרומופורים ארומטיים:
- נגזרות של טריפניל-מתאן:
- נגזרות של אנתרקינון
- פתלוציאנים
- נגזרים הטרו-ארומטיים
קבוצות כרומופור מציגות אלקטרונים המהדהדים בתדר מסוים, התופסות או מקרינות ברציפות אור. לאחר שהם מחוברים לטבעת בנזן, נפטלין או אנתרסן, הם משפרים את ספיגת הקרינה.
עם זאת, חומרים אלה מצריכים שילוב של מולקולות של קבוצות אוקסוכרומיות, על מנת לחזק את הצבעוניות, לתקן ולהעצים את תפקיד הכרומופורים.
מנגנון ותפקוד
ברמה האטומית, הקרינה האלקטרומגנטית נספגת כאשר מתרחשת טרנספורמציה אלקטרונית בין שני אורביטלים ברמות אנרגיה שונות.
כאשר במנוחה האלקטרונים נמצאים במסלול מסוים, כאשר הם סופגים אנרגיה, האלקטרונים עוברים למסלול גבוה יותר והמולקולה עוברת למצב נרגש.
בתהליך זה קיים הפרש אנרגיה בין האורביטלים, המייצג את אורכי הגל הספוג. למעשה, האנרגיה שנספגת במהלך התהליך משתחררת והאלקטרון עובר מלהיטי לצורתו המקורית במנוחה.
כתוצאה מכך אנרגיה זו משתחררת בדרכים שונות, כאשר הנפוצה ביותר היא בצורת חום, או על ידי שחרור אנרגיה באמצעות דיפוזיה של קרינה אלקטרומגנטית.
תופעת זוהר זו שכיחה בזרחן וקרינה, שם מולקולה נדלקת ורוכשת אנרגיה אלקטרומגנטית, עוברת למצב נרגש; כאשר חוזרים למצב בסיסי, אנרגיה משתחררת דרך פליטת פוטונים, כלומר קרינת אור.
אוקסוכרומים
הפונקציה של הכרומופורים קשורה לאאוקוכרומים. אוקסוכרום מהווה קבוצה של אטומים אשר בשילוב עם כרומופור משנים את אורך הגל ועוצמת הקליטה ומשפיעים על האופן בו כרומופור סופג אור.
Auxochrom בלבד לא יכול לייצר צבע, אך מחובר לכרומופור יש לו את היכולת להעצים את צבעו. בטבע, האוקסוכרומים הנפוצים ביותר הם קבוצות הידרוקסיל (-OH), קבוצת אלדהיד (-CHO), קבוצת אמינו (-NH2), קבוצת מתיל מרקטאן (-SCH3) והלוגנים (-F, -Cl, -Br, -אני).
לקבוצה הפונקציונאלית של האוקסוכרומים יש זוג או יותר של אלקטרונים זמינים, שכאשר הם מחוברים לכרומופור, משנים את ספיגת אורך הגל.
כאשר הקבוצות הפונקציונליות קשורות ישירות למערכת Pi של הכרומופור, הקליטה מתעצמת ככל שאורך הגל התופס אור עולה.
כיצד משתנה הצבע?
למולקולה יש צבע תלוי בתדירות אורך הגל הנקלט או הנפלט. לכל האלמנטים תדר אופייני הנקרא התדר הטבעי.
כאשר אורך הגל הוא בתדר הדומה לתדר הטבעי של חפץ, הוא נספג ביתר קלות. בהקשר זה, תהליך זה מכונה תהודה.
זוהי תופעה שדרכה מולקולה לוכדת קרינה בתדר הדומה לתדר התנועה של אלקטרונים במולקולה עצמה.
במקרה זה הכרומופור מתערב, אלמנט הלוכד את הפרש האנרגיה בין אורביטלים מולקולריים שונים הנמצאים בתוך ספקטרום האור, באופן כזה המולקולה צבעונית מכיוון שהיא לוכדת צבעים מסוימים של אור גלוי.
התערבות של auxochromes גורמת טרנספורמציה של התדר הטבעי של הכרומופור, ולכן הצבע משתנה, במקרים רבים הצבע מתעצם.
כל auxochromium מייצר השפעות מסוימות על הכרומופורים, ומשנה את תדירות ספיגת אורכי הגל מאזורים שונים בספקטרום.
יישום
בשל יכולתם להקנות צבע למולקולות יש לכרומופורים יישומים שונים בייצור צבעי צבע לתעשיית המזון והטקסטיל.
אכן, לצבעים יש קבוצה כרומופורית אחת או יותר שקובעות את הצבע. כמו כן, עליו להיות קבוצות עויקוכרומיות המאפשרות פוטנציאל ולקבע את הצבע על האלמנטים לצביעה.
תעשיית ייצור הצבעוניות מפתחת מוצרים מסוימים על בסיס מפרט ספציפי. אינסוף של צבעי תעשייה מיוחדים נוצרו לכל עניין. עמיד בטיפולים שונים, כולל חשיפה רציפה לאור שמש וכביסה ממושכת או תנאי סביבה קשים.
כך, היצרנים והתעשיינים משחקים עם השילוב של כרומופורים ואוקסוכרומים על מנת לתכנן שילובים המספקים צבע צביעה בעוצמה גבוהה יותר ועמידות גבוהה בעלות נמוכה.
הפניות
- Chromophore (2017) קומפנדיום IUPAC לטרמינולוגיה כימית - ספר הזהב. התאושש בכתובת: goldbook.iupac.org
- סנטיאגו ו. לואיס לאפואנטה, מריה איזבל בורגואטה אזקרטה, בלן אלטבה בניטו (1997) מבוא לכימיה אורגנית. אוניברסיטת Jaume IDL עורכת. IV. כותרת. V. סדרה 547. ISBN 84-8021-160-1
- Sanz Tejedor Ascensión (2015) תעשיית הצבעים והפיגמנטים. כימיה אורגנית תעשייתית. בית הספר להנדסת תעשיה של ולדוליד. התאושש ב: eii.uva.es
- Shapley Patricia (2012) סופג אור במולקולות אורגניות. אינדקס כימיה 104. אוניברסיטת אילינוי. התאושש בכתובת: chem.uiuc.edu
- Peñafiel Sandra (2011) השפעה של ריכוך עם בסיסי חומצות שומן על שינוי הגוון בבדי כותנה של 100% צבועים בצבעים תגוביים בעלי תגובה נמוכה. מאגר דיגיטלי. האוניברסיטה הטכנית בצפון. (תזה).
- ראוש ויליאם (2013) גלוי ואולטרה סגול ספקטרוסקופיה. הארגון הבינלאומי של IOCD למדעים כימיים בפיתוח. התאושש בכתובת: chemistry.msu.edu