Универсальный Online-справочник
Поиск
 А | Б | В | Г | Д | Е | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я |
Термины из этой статьи

Цвет, одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое как осознанное зрительное ощущение. Тот или иной Ц. "присваивается" человеком объектам в процессе их зрительного восприятия. В…(дальше)

Белый свет, электромагнитное излучение сложного спектрального состава, вызывающее в нормальном человеческом глазе нейтральное в цветовом отношении ощущение. Ощущение Б. с. даёт излучение Солнца, а…(дальше)

Бугера - Ламберта - Бера закон, определяет постепенное ослабление параллельного монохроматического (одноцветного) пучка света при распространении его в поглощающем веществе. Если мощность пучка…(дальше)

Поглощение света, уменьшение интенсивности оптического излучения (света), проходящего через материальную среду, за счёт процессов его взаимодействия со средой. Световая энергия при П. с. переходит в…(дальше)

Дополнительные цвета, два таких цвета, которые при смешении (сложении) составляющих их излучений образуют цвет, воспринимаемый глазом как белый. Излучения, составляющие Д. ц., могут иметь самые…(дальше)

Планка постоянная, квант действия, фундаментальная физическая постоянная, определяющая широкий круг физических явлений, для которых существенна дискретность действия. Эти явления изучаются в квантовой…(дальше)

Либерман (Liebermann) Карл Теодор (23.2.1842. Берлин, - 28.12.1914, там же), немецкий химик-органик. Профессор Берлинской высшей технической школы (с 1873). В 1869 совместно с К. Гребе установил…(дальше)

Гребе (Graebe) Карл (24.2.1841, Франкфурт-на-Майне, - 19.1.1927, там же), немецкий химик-органик. С 1870 профессор Кёнигсбергского, в 1878-1906 Женевского университетов. В 1869 совместно с К…(дальше)

Витт (Witt) Отто Николаус (31.3.1853, Петербург, - 23.3.1915, Шарлоттенбург, близ Берлина), немецкий химик-органик. Сын обрусевшего немца И. Н. Витта, преподавателя химии в Петербургском практическом…(дальше)

Ниецкий (Nietzki) Рудольф Хуго (9.3.1847, Хейльсберг, ныне Лидзбарк-Варминьски, ПНР, - 28.9.1917, санаторий Неккаргемюнд), химик-органик. По национальности поляк. В 1871-83 работал в Германии и…(дальше)

Измаильский Всеволод Александрович [р. 27.11(9.12).1885, Вильнюс], советский химик-органик, заслуженный деятель науки РСФСР (1947), доктор химических наук (1938), профессор (1920). Окончил Дрезденское…(дальше)

Мезомерия (от мезо... и греч. meros - часть), сопряжение, резонанс в сопряжённых системах, характер распределения электронной плотности в молекулах, который можно трактовать как частичную…(дальше)

Органическая химия, раздел химии, естественнонаучная дисциплина, предметом изучения которой являются соединения углерода с др. элементами, называемые органическими соединениями, а также законы…(дальше)

Сопряжение связей, один из важнейших видов внутримолекулярного взаимного влияния атомов и связей в органических соединениях; обусловлено взаимодействием электронных систем атомов (прежде всего…(дальше)

Пространственныезатруднения, пространственные препятствия, стерические затруднения, снижение скорости химических реакций вследствие экранирования реакционного центра молекулы соседними с ним атомами…(дальше)

Комплексные соединения, координационные соединения, химические соединения, состав которых не укладывается в рамки представлений об образовании химических связей за счет неспаренных электронов. Обычно…(дальше)

Цветности теория

Цветности теория, теория о связи цвета химических соединений с их строением. Ощущение цвета возникает при воздействии на зрительный нерв электромагнитных излучений с энергией в пределах от 2,5×10-12 до 5×10-12 эрг (длины волн от 400 до 760 нм). При этом совместное действие электромагнитных излучений во всём указанном интервале (называется видимой частью спектра) вызывает ощущение белого света, а раздельное действие узких пучков излучений или совокупности излучений, оставшихся после изъятия (поглощения) некоторых из них,— окрашенного (см. табл.).

Длина волны поглощённого света l, нм

Поглощаемый цвет

Наблюдаемый цвет

400-—535

Фиолетовый

Зеленовато-жёлтый

435—480

Синий

Жёлтый

480—490

Зеленовато-синий

Оранжевый

490—500

Сине-зелёный

Красный

500—560

Зелёный

Пурпурный

560—580

Жёлто-зелёный

Фиолетовый

580—595

Жёлтый

Синий

595—605

Оранжевый

Зеленовато-синий

605—730

Красный

Сине-зелёный

730—760

Пурпурный

Зелёный

Поглощение света веществом описывается Бугера — Ламберта — Бера законом. Окраску вещества обычно характеризуют длиной волны lмакс, при которой поглощение света максимально (см. также Поглощение света, Дополнительные цвета).

Смещение lмакс (при изменении строения молекулы соединения) в сторону длинных волн, сопровождающееся изменением окраски от жёлтой к красной и далее к синей и зелёной, называется углублением цвета, или батохромным эффектом; смещение lмакс в сторону коротких волн — повышением цвета, или гипсохромным эффектом. Поглощение света приводит к возбуждению электронов молекул, и, в частности, молекул окрашенного вещества в видимой области спектра (l = 400—760 нм). Разность энергий основного и возбуждённого состояний определяет глубину окраски. Возбуждённое состояние молекул бесцветных веществ возникает при больших значениях энергий, чем в случае молекул окрашенных веществ. Из основных соотношения квантовой теории Е = hc/l[E —- энергия кванта излучения, h — Планка постоянная (6,62×10-27 эрг/сек), с — скорость света (3×1017 нм/сек)] следует, что энергию возбуждения молекул окрашенных веществ можно оценить в 35—70 ккал/моль.

Ц. т. возникла в связи с развитием химии синтетических органических красителей. Впервые зависимость между их строением и цветом исследовали К. Либерман и К. Гребе (1869). О. Витт предложил в 1876 т. н. хромофорную теорию, согласно которой за окраску органических соединений ответственны группы атомов, содержащие кратные связи, например —N=N—, —N=O. Эти группы были названы хромофорами (от греч. chroma — цвет и phorós —несущий). Р. Ниецкий и английский химик Г. Армстронг отметили (1888) исключительную роль хиноидных хромофоров. Значительное влияние на окраску органических веществ, согласно хромофорной теории, имели группы —ОН, —SH, NH2—, C6H5O— и др., названные ауксохромами (от греч. auxo — увеличиваю). В. А. Измаильский пришёл в 1915 к выводу, что истинное строение красителей описывается не классической структурной формулой, а отвечает некоторому промежуточному состоянию, названному позднее мезомерным. Для этого состояния характерна делокализация связей и зарядов атомов в молекуле (см. Мезомерия). Особенно легко такая делокализация происходит в молекулах, содержащих систему сопряжённых связей в сочетании с расположенными на её концах электронодонорными и электроноакцепторными группами (см. Органическая химия, Сопряжение связей). Это сочетание, характерное практически для всех типов красителей, обусловливает как лёгкость поляризации молекул (вследствие смещения p-электронов по цепи сопряжения), так и перехода молекул в возбуждённое состояние. Первое определяет интенсивность поглощения света, второе — глубину окраски вещества.

В соответствии с указанными положениями, чем длиннее цепь сопряжения в молекуле вещества, тем глубже его цвет. Так, даже в ряду углеводородов C6H5—(CH=CH) n—C6H5 lмакс возрастает от 306 нм (при n = 1) до 403 нм (при n = 5).

Молекулы соединений, цепь сопряжения которых завершается электронодонорными и электроноакцепторными группами, окрашены глубже. Так, в ряду веществ типа I lмакс меняется от 312 нм (n = 1) до 519 нм (n = 3).

Увеличение поляризуемости концевых групп приводит к дальнейшему углублению окраски; так, для красителей типа II lмакс изменяется от 450 нм (n = 0)до 760 нм (n = 3).

Анализ структуры заместителей и пространственных факторов позволяет предвидеть их влияние на окраску соединений. Например, нарушение плоскостного строения молекул азокрасителей типа IIa вследствие выведения (CH3)2N-группы из плоскости бензольного кольца объёмным заместителем R сопровождается гипсохромным эффектом: lмакс при переходе от R=Н к R=(CH3)2CH — смещается от 475 нм до 420 нм.

Пространственные затруднения в самой цепи сопряжения значительно изменяют характер поглощения. Так, если поворот одной части молекулы красителя относительно другой происходит по связи, близкой к простой (а в III), то наблюдается гипсохромный эффект, если поворот происходит по связи более высокого порядка (б в IV), то наблюдается батохромный эффект. Например, при замене R=Н на R=CH3 в III lмакс меняется от 528 нм до 467 нм, а в IV — от 521 нм до 542 нм.

Цвет красителей весьма чувствителен к введению в полиметиновую цепь полярных заместителей X, Y. Электронодонорные заместители в чётных положениях цепи сопряжения вызывают гипсохромный, электроноакцепторные — батохромный эффект. При введении тех же заместителей в нечётное положение происходит обращение эффекта. Например, для IVa при X = Y = Н lмакс= 558 нм, при Х = Н, Y = OCH3 lмакс = 495 нм; при Х = OCH3, Y = H lмакс= 586 нм. Большое изменение максимума поглощения наблюдается при образовании кольцевой системы.

Например, при переходе от V к VI lмакс меняется от 616 до 955 нм. Максимум поглощения соединений типа VII зависит ещё и от характера заместителя X. Например, при Х = HN<, —О— или >С=O lмакс становятся равными соответственно 460, 550 и 650 нм.

Сов. химиком А. И. Киприановым в 1964 показано влияние на цветность красителей внутримолекулярного взаимодействия хромофоров. Например, бисцианин VIII характеризуется двумя lмакс (522 и 581 нм), сдвигающимися относительно lмакс исходных ("материнских") красителей IX (562 нм) и Х (558 нм) соответственно в коротковолновую и длинноволновую части спектра.

Положение Ц. т. о связи окраски вещества с возбуждением электронов приложимо не только к органическим соединениям, содержащим протяжённые системы сопряжённых связей, но и к др. типам окрашенных веществ. Так, для неорганических соединений появление окраски может быть связано с наличием сильно выраженной деформации электронных орбиталей; при этом основную роль играет поляризация анионов, увеличение деформируемости которых должно благоприятствовать возникновению цветности. Окраску некоторых типов неорганических веществ связывают, кроме того, с наличием в их молекулах атомов с вакантными орбиталями. Предполагают, например, что окраска комплексных ионов (см. Комплексные соединения) обусловлена присутствием в них атомов элементов с незаполненными d- или f-орбиталями. Интенсивное поглощение света такими ионами связано с переносом электронов лигандов на вакантные орбитали центрального атома.

Для расчёта полос поглощения окрашенных химических соединений (исходя из их структурных формул) существуют квантовомеханические методы, которые во многих случаях дают результаты, совпадающие с экспериментом. Расчёты полос поглощения красителей, молекулы которых имеют сложное (особенно несимметричное) строение, пока трудно осуществимы.

Лит.: Бальхаузен К., Введение в теорию поля лигандов, пер. с англ., М., 1964; Дядюша Г. Г., Электронные спектры и строение симметричных органических соединений, "Украинский химический журнал", 1964, т. 30, № 9; его же, Влияние замыкания хромофора в симметричный цикл, там же, № 11; Chemical applications of spectroscopy, ed. W. West, N. Y., 1968; Теренин А. Н., фотоника молекул красителей и родственных органических соединений, Л., 1967; Венкатараман К., Химия синтетических красителей, пер. с англ., т 1—3 Л., 1956—74; Штерн Э., Тиммонс К., Электронная абсорбционная спектроскопия в органической химии, пер. с англ., М., 1974; Киприанов А. И., Введение в электронную теорию органических соединений, 2 изд., К., 1975.

Г. Г. Дядюша.