染料的发色理论.pptVIP

我们的观点 经典发色理论只能解释某些染料的发色原理，不能作为一个可以广泛应用的理论； 经典理论只是总结了分子的外观规律——带某些基团的分子有颜色，却没有说清楚为什么带了这些基团就会有颜色； 所以相对而言，我们觉得近代发色理论具有更完整，更广泛的应用意义。 近代发色理论 物质对光发生不同的选择吸收就会呈现各种颜色 。 由于各个分子中化学键的本质、电子的流动性、以及分子基态至激发态的激发能各不相同，使得不同分子对光的吸收存在很大的差异。 当分子中存在π电子或n电子时，电子就可以通过对光的吸收被激发到反键轨道上——从基态到激发态会产生一个能量差ΔE＝E1－E0，ΔE即为被染料分子选择吸收的能量 。 染料化合物的颜色就是它所吸收的光波颜色的补色 * * 小组成员：周诗怡 李毅 对染料的使用是随着织布技术发展起来的，在公元前3000多年时，已经开始使用天然染料 ，我们的祖先从植物中提取茜草、靛蓝、菘蓝、红花作为染料 ，从贝、螺中制取泰雅红紫染料 。 由于从动植物中提取染料的产量低，而且采集原料不易，所以在古时候，有颜色的衣服只有富有阶层才能穿。特别是紫色，更是昂贵，这才有了“满朝朱紫贵”的诗句。 到1857年，英国的W.H.Perkin用煤焦油中的苯制得了有机合成染料苯胺紫(Marvein),并且实现了工业化生产，这是合成染料大规模生产的开始。 经典 发色理论 近代 发色理论 经典发色理论 1865年引入了苯环的概念； 1868年提出了最初将色素的颜色和化学结构联系起来，认为颜色和不饱和性有关 ； 1876年提出发色团学说，认为有机化合物必须含有一种可能产生颜色的基团，这些基团可称为发色基团，都是一些不饱和基团 ，例如： 1888年有人提出醌构理论，即有色有机化合物分子中含有邻醌基或对醌基形成的结构 。 E=hυ 以摩尔计: E=hCN/λ=28000/λ(kcal/mol) 在可见光范围内： E=28000/400=70kcal/mol～ E=28000/760=37kcal/mol 因此只有能在37～70kcal/mol能量范围内产生激化状态的分子才是有色化合物。 分子中每增加一个双键就能把吸收光子的波长向长波方向移动，即降低激发能。例如在丁二烯分子中插入乙烯，吸收峰的移动如图： 这是因为随着双键的增加，增长了共轭体系，电子的离域性能就变大了，成键轨道和反键轨道的数目也增加了，而且最高充满轨道（HOMO）能级和最低空轨道（LUMO）能级的能量差值即减少，使得激发光波的波长移向长波方向 。 除增加共轭双键会使吸收波长红移外，在共轭体系上连接带孤电子对的基团，会把激发能降得更低。 这一性质对染料很重要，事实上染料结构并不是一个很长的共轭体系，而是在较短的共轭链上连接了带孤电子对的基团，才使得分子显现颜色。 吸收波长/nm 颜色 定性的颜色 400～440 紫罗兰 带绿色的黄 400～500 蓝 带绿色的黄 460～500 带绿色的蓝 橙 400～620 带蓝色的绿 红 480～520 绿 品红 560～700 橙 青 600～700 红 带蓝色的绿 染料的分类 按结构分 按应用分 偶氮染料 硝基和亚硝基染料 蒽醌染料 靛族染料 硫化染料 酸性染料和酸性媒介染料 碱性染料 直接染料 活性染料 阳离子染料 介绍几种比较常见的染料 刚果红，偶氮结构的直接染料。 亚甲基蓝，活性染料。 茜素，媒染料，古代最早使用的一种染料，从茜草中获得。 靛蓝，瓮染料，最古老的染料之一，从菘蓝中取得。 阴丹士林蓝 ，英文名称为：Indanthrene，它也是一种瓮染料，这是我国应用最广泛的一种染料 。 靛蓝结构的测定和它的工业生产，曾经过很漫长的道路，是有机化学发展史上的一项重要事件。 *