У хромофори су елементи атома молекул одговорних за боју. С тим у вези, они су носиоци разних електрона који, једном стимулисани енергијом видљиве светлости, одражавају опсег боја.
На хемијском нивоу, хромофор је одговоран за успостављање електронског прелаза опсега апсорпционог спектра неке супстанце. У биохемији су одговорни за апсорпцију светлосне енергије укључене у фотохемијске реакције.
Цолорс Тхе Бацкгроунд Позадина шарене боје
Боја перципирана људским оком одговара неприхваћеним таласним дужинама. На овај начин, боја је последица пренесеног електромагнетног зрачења.
У том контексту, хромофор представља део молекула одговоран за апсорпцију таласних дужина у видљивом опсегу. Шта утиче на рефлексну таласну дужину, а самим тим и на боју елемента.
Апсорпција УВ зрачења врши се на основу таласне дужине примљене променом нивоа енергије електрона и стања пријема: побуђеног или базалног. Заиста, молекул поприма одређену боју када заробљава или преноси одређене видљиве таласне дужине.
Хромофорске групе
Хромофоре се организују у функционалне групе одговорне за апсорпцију видљиве светлости. Хромофоре се обично састоје од двоструких и троструких веза угљеника-угљеника (-Ц = Ц-): као што су карбонилна група, тиокарбонилна група, етиленска група (-Ц = Ц-), имино група (Ц = Н), нитро група, нитрозо група (-Н = О), азо група (-Н = Н-), диазо група (Н = Н), азокси група (Н = НО), азометинска група, дисулфидна група (-С = С-) и ароматични прстенови попут парахинона и ортохинона.
Најчешће хромофорске групе су:
- Етиленски хромофори: Ар- (ЦХ = ЦХ) н -Ар; (н≥4)
- Азо хромофори: -РН = НР
- Ароматичне хромофоре:
- Деривати трифенилметана:
- Деривати антракинона
- Фталоцијанини
- Хетеро-ароматски деривати
Хромофорне групе представљају електроне који резонирају на одређеној фреквенцији, који непрестано хватају или зраче светлост. Једном када су причвршћени на прстен бензена, нафталена или антрацена, они повећавају пријем зрачења.
Међутим, ове супстанце захтевају уградњу молекула ауксокромних група како би се појачало обојење, учвршћивање и појачавање улоге хромофора.
Механизам и функција
На атомском нивоу, електромагнетно зрачење се апсорбује када се догоди електронска трансформација између две орбите различитих нивоа енергије.
Кад су у мировању, електрони су у одређеној орбитали, када апсорбују енергију, електрони прелазе у вишу орбиту и молекул прелази у побуђено стање.
У овом процесу постоји енергетска разлика између орбитала, која представља апсорбоване таласне дужине. У ствари, енергија апсорбована током процеса се ослобађа и електрон прелази из побуђеног у првобитни облик у мировању.
Као последица, ова енергија се ослобађа на различите начине, најчешће у облику топлоте или испуштањем енергије путем дифузије електромагнетног зрачења.
Ова појава луминисценције је уобичајена у фосфоресцентности и флуоресценцији, где се молекул светли и добија електромагнетну енергију, прелазећи у побуђено стање; При повратку у базално стање, енергија се ослобађа емисијом фотона, односно зрачењем.
Аукоцхромес
Функција хромофора повезана је са ауксохромима. Ауксохром чини групу атома који, заједно са хромофором, модификују таласну дужину и интензитет апсорпције, утичући на начин на који наведени хромофор апсорбује светлост.
Аукоцхром сам не може да произведе боју, али причвршћен на хромофор има способност да појача своју боју. У природи најчешћи ауксохроми су хидроксилне групе (-ОХ), алдехидна група (-ЦХО), амино група (-НХ2), метил меркаптан група (-СЦХ3) и халогени (-Ф, -Цл, -Бр, -И).
Функционална група ауксохрома има један или више парова доступних електрона који, када се причвршћују на хромофор, модификују апсорпцију таласне дужине.
Када се функционалне групе директно коњугирају са Пи системом хромофора, апсорпција се појачава како се таласна дужина која узима светлост повећава.
Како се мења боја?
Молекул има боју у зависности од фреквенције апсорбоване или емитоване таласне дужине. Сви елементи имају карактеристичну фреквенцију која се назива природна фреквенција.
Када је таласна дужина фреквенције сличне природној фреквенцији објекта, она се лакше апсорбује. С тим у вези, овај процес је познат као резонанца.
Ово је феномен кроз који молекул снима зрачење фреквенције сличне фреквенцији кретања електрона у сопственом молекулу.
У овом случају, хромофор интервенише, елемент који снима енергетску разлику између различитих молекулских орбитала које су унутар светлосног спектра, на такав начин се молекул чини обојеним зато што уноси одређене боје видљиве светлости.
Интервенција ауксохрома узрокује трансформацију природне фреквенције хромофора, па се боја модификује, у многим случајевима боја се појачава.
Сваки ауксохром производи одређене ефекте на хромофоре, мењајући фреквенцију апсорпције таласних дужина из различитих делова спектра.
Апликација
Због своје способности да молекулама дају боју, хромофори имају различите примјене у производњи боја за прехрамбену и текстилну индустрију.
Заиста, боје имају једну или више хромофорских група које одређују боју. Исто тако, мора имати и Аукоцхромиц групе које дозвољавају потенцијал и фиксирају боју на елементима да се обоје.
Индустрија за производњу обојених производа развија одређене производе на основу посебних спецификација. Створено је бесконачност специјалних индустријских боја за било коју ствар. Отпоран на разне третмане, укључујући континуирано излагање сунцу и дуготрајно прање или оштре услове околине.
Тако се произвођачи и индустријалци играју са комбинацијом хромофора и ауксохрома како би дизајнирали комбинације које пружају веће боје интензитета и отпорности уз ниску цену.
Референце
- Цхромопхоре (2017) ИУПАЦ Цомпендиум оф Цхемицал Терминологи - Златна књига. Опоравак на: голдбоок.иупац.орг
- Сантиаго В. Луис Лафуенте, Мариа Исабел Бургуете Азцарате, Белен Алтава Бенито (1997) Увод у органску хемију. Университат Јауме ИДЛ ед. ИВ. Наслов. В. Серија 547. ИСБН 84-8021-160-1
- Санз Теједор Асценсион (2015) Индустрија боја и пигмената. Индустријска органска хемија. Валладолид школа индустријског инжењерства. Опоравак на: еии.ува.ес
- Схаплеи Патрициа (2012) Апсорбирајућа светлост органским молекулама. Индекс хемије 104. Универзитет Илиноис. Опоравак на: цхем.уиуц.еду
- Пенафиел Сандра (2011) Утицај омекшавања са базама масних киселина на промену нијансе у 100% памучним тканинама обојеним реактивним бојама ниске реактивности. Дигитал Репозиториј. Северни технички универзитет. (Теза).
- Реусцх Виллиам (2013) Видљива и ултраљубичаста спектроскопија. ИОЦД Међународна организација за хемијске науке у развоју. Опоравак на: цхемистри.мсу.еду