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染料颜色与分子结构的关系探究

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:增大染料分子的共轭体系一般有以下两种情况。

染料颜色与分子结构的关系探究

1.共轭双键的数目对染料颜色的影响

共轭双键的数目越多,分子的共轭体系增大或孤对电子与π电子轨道重叠越大,π电子云流动性增强,π电子越容易激发,激发能变小,染料的最大吸收波长变长,染料的颜色变深,摩尔吸光系数变大,染料的颜色变浓。增大染料分子的共轭体系一般有以下两种情况。

(1)增加稠合苯环,有利于深色、浓色效应。例如下面的结构与染料颜色深浅和浓淡的关系:

(2)染料分子上芳环有些是由偶氮基连接的,增加偶氮基有利于增长共轭体系,有利于深色效应;但偶氮基超过两个以后,深色效应降低。

2.分子平面结构对染料颜色的影响

只有共轭体系中所有原子在同一个平面上,π电子云才有更大程度的重叠,激发能小,最大吸收波长长,染料的颜色才比较深。若分子的平面结构被破坏,π电子云重叠程度就要降低甚至消失。由此导致激发能变大,最大吸收波长变短,染料的颜色变浅,产生浅色效应。例如下面的结构与颜色深浅之间的关系。

最常见的分子平面结构被破坏就是分子个别部分可以围绕着单键进行自由旋转,使平面结构被破坏,产生浅色效应。

3.芳环上的取代基对染料颜色的影响(www.xing528.com)

取代基的极性对于染料颜色的影响是多方面的。引入的取代基如果能增加分子的极性,一般会产生深色效应。

(1)在染料分子的共轭体系两端引入取代基,能增加分子的极性,会使π电子的流动性增强,激发能变小,最大吸收波长变长,染料的颜色变深。例如:

(2)在染料分子中引入取代基,如果能形成分子内氢键,有利于产生深色效应。例如:

磺酸基对染料颜色的影响不大,主要赋予染料一定的溶解性,但磺酸基距离偶氮基的位置较近时将产生一定的浅色效应。例如:

一般磺酸基进入重氮组分将产生深色效应,进入偶合组分将产生浅色效应。

取代基对染料颜色的影响比较复杂,同一个取代基处于染料的不同位置,对染料的影响也不同。会在后面相关章节中进行较为详细的阐述。

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