我们现在知道色素会吸收某些波长的并且反射其他的分子,但是为什么有些分子是彩色的而有些则不是呢?

大多数有机分子只吸收高能紫外光,因为分子轨道之间的能隙很大。

在颜料中,能隙小到足以吸收可见光。色素分子通常含有大量的共轭系统。这些连接的分子轨道系统与离域电子降低了分子的总能量,并减少了分子轨道之间的能隙。共轭系统是由交替存在的单键、多键和孤电子对(如在氧或氮中)来确定的。

共轭系统的图。六个碳原子构成一个六边形结构。每个碳原子都有一个单键氢原子向外延伸。在六边形中,每个碳原子之间都存在双键,结构中总共有3个双键。一个双面箭头指向第二个六碳六边形。这个六边形的结构和前面的六边形一样,除了双键和单键交换了位置。这两个结构的箭头指向一个内部有一个圆的六碳六边形,而不是三个双键。这个符号用来表示双键在六边形内的位置是可互换的。最后,一个彩色的热图有均匀分布的颜色带,表明电子密度在中心或结构是最高的,并均匀分布在六边形周围,没有一方的密度高于另一方。

这幅图显示了一个非常简单的共轭系统。交替的双键可以画在任意位置上。实际上,电子是离域的,分布在整个分子中。右边的彩色热图代表了分子上电子的分布。红色表示最大电子密度。

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