染料化学第03章颜色结构.docx

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1、第3章染料颜色和结构(ColorandConstitutionofDyes)本章分4个小节进行介绍:§3.1吸光现象和吸收光谱曲线§3.2吸收光谱的量子概念§3.3染料发色的两种理论§3.4染料颜色与结构的关系通过本章学习,要掌握以下内容:1、侧重掌握染料发色的价键理论,即共振理论。它可以定性地解释发色团与助色团在染料结构中与颜色的关系,即描述它们是如何产生深色效应、浓色效应、浅色效应、淡色效应的,以及这些效应和最大吸收浓长λmax和最大摩尔吸光系数εmax之间的关系。2、了解染料发色的分子轨道理论。它试图定量描述染料发色机制,由于染料发色本质的复杂

2、性和多元性,尚难以通过理论计算求出染料的λmax,但是它对进一步解释结构与颜色的关系提供了强大的理论基础。3、掌握染料颜色与介质性质的关系。一般来说,当激化态染料分子为极性共振结构时,极性溶剂将产生深色效应;当基态染料分子显极性结构时,非极性溶剂将产生深色效应。上述结论,反之亦然。4、尝试由染料结构与颜色的关系解释一些官能团,如吸电子基团、供电子基团、隔离基团在染料结构设计中的运用,判断染料结构与其颜色的关系,比较不同结构的染料其颜色的深浅和浓淡取向等。5、物质的吸收特性和吸光曲线,由染料的吸光曲线分析染料。1§3.1吸光现象和吸收光谱曲线一、概念述

3、语光——可生色感的磁波。上称生色感的磁波之可“光”,如光、紫光等,不可的磁波之射“线”,如外IR、紫外UV等。色——可光的感受。物光的吸收便了物的色。色——构中能吸收可光波的吸子基。它以提升染料的λmax主。助色——接在π共体系上的供子基。它以提升染料的εmax主。全色——光依自然比例混合后的色。可光波全波段(380-780nm)的光按自然比例混合后可以得到白色(指人野),反来,白色光通色散可以得到一段光(、橙、黄、、青、、紫)。色——可光波被吸收后所剩余的光波。也可以理解剩色和残色,吸收的光波和剩余的光波互色。700nm色——P51,T3-1,一种

4、人的将色关系列成角关系的色。——通常,人利用染料的稀溶液,605nm红400nm红紫595nm紫435nm橙黄蓝如50mg∕L,于分子量500的染料,黄绿蓝绿580nm480nm其摩度1×10-4mol∕L,来研究染料绿青的吸光特性。560nm490nm500nm二、吸收定律吸收定律(Lambert-Beer定律)lI0Iλ入射光C=50mg/L透射光在稀溶液中,若不溶分子之的和溶与溶分子之的相互作用,透射光Iλ与入射光I0之成自然数关系,是Lambert和Beer通大量和理与算而得出的研究果。即:Iλ=I0?-k’cl⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)式中:Iλ——透射光;I0——入射光;k’——性常数;c——溶液度mg∕L;l——光程cm。将(1)式化成常用数形式,:-k’cl∕2.303Iλ∕I0=102了便起,人定:透光率T=Iλ∕I0,吸光系数k=k’/2.303,:T=10-kcl——→-lgT=kcl——→lgT-1=kcl⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)再定:吸光度A=lgT-1,:A=kcl⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)(3)式中度c是以mg∕L量的,若以摩度mol∕L来量之,:A=εcl——→ε=A∕cl⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)在(

6、4)式中,ε称摩吸光系数。研究中,通透射光的定,由(3)和(4)两个式子可以分作出染料的吸光度曲(A-λ曲)和摩吸光曲(ε-曲),它被称染料的吸收光曲。三、吸收光谱曲线染料之所以出色,是因它可光波是吸收的故。其所出的色,是通染料吸收后的色。在可光的不同波段,染料会有不同的吸收度。由上述(3)(4)两式,在可光区,于380-780nm范内分定其吸光度A,同可算出其的摩吸光度ε,以波λ或波数横坐,吸光度A或摩吸光系数ε坐分作,即得到染料的吸收光曲。可以染料的吸收光特性行分析。下面以大家熟悉的活性X-3B例,作出其吸收光曲:A1.20λmax=530nm0

7、.900.600.300.00380480580680活性红X-3B的吸光度曲线(l=1cm,c=50mg∕L)ε(×103)8.00εmax=6.60×1036.00=2×1034.002.000.001078015202530λ(nm)活性红X-3B的摩尔吸光曲线(×103cm-1)(c=1×10-4mol∕L)由染料的吸收光曲,可以得到一些重要的分析数据:1、最大吸收波λmax——曲的峰,它决定了染料色的深浅(色位);2、最大摩吸光度εmax——于Amax,它决定了染料色的淡(和度);3、吸收——于λ,它决定了染料色的度(度);4、吸收能E—

8、—等于染料吸收的曲分,反映分子激化程度(牢度)。3§3.2吸收光谱的量子概念为了弄清染料吸收光谱的本质,解释

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