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简答题试用量子概念,分子激化理论解释染料对光选择吸收的原因,阐述染料分子结构和外界条件对染料颜色的影响。比较下列各组染料颜色深浅,并说明原因。
  • 分子吸收光能是量子化的。分子里的电子有一定的运动状态,原子核之间有一定的相对振动状态,整个分子则有一定的转动状态。这些运动状态各有其报应的能量,即电子能量、振动能量和转动能量。它们的变化也都是量子化的,是阶梯式而不是连续的。这种能量的高低叫做能级。能级之间的间隔就是它们之间的能量差。运动状态发生变化时,能级也随之而发生变化。这种运动状态的变化叫做跃迁。电子运动状态的变化叫做电子跃迁,在一般条件下,分子总处于最低电子能级状态,称为电子基态,简称基态。在光的作用下,当光子的能量和染料分子的能级间隔一致时,便可能发生吸收,即所谓的选择性吸收。作为染料,它们的主要吸收波长应在380-780nm波段范围内。染料激化态和基态之间的能级间隔 E必须与此相适应。这个能级间隔的大小主要是由价电子激化所需的能量决定的。就有机化合物而言,对可见光吸收的能级间隔是由它们分子中 电子运动状态所决定的。
    影响染料颜色的因素主要有以下几个:
    (1)共轭双键系统
    (2)供电子基和吸电子基
    (3)分子的吸收各向异性和空间阻碍。
    1.
    共轭系统越长则其深色效应越显著。
    2.
    供吸电子的协同效应越强,深色效应越显著,分子的共面性越好,深色效应越显著。
    3.
    共轭系统越长则其深色效应越显著。
    4.
    引入取代基氨基造成了空间阻碍引起深色效应。
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