حامل اللون
يعد chromophore جزءًا من جزيء مسؤول عن لونه. إن اللون الذي تراه أعيننا هو اللون الذي لا يتم امتصاصه ضمن طيف معين من الضوء المرئي. يعد chromophore منطقة في الجزيء حيث يقع فرق الطاقة بين مدارين جزيئين منفصلين ضمن نطاق الطيف المرئي. وبالتالي يمكن امتصاص الضوء المرئي الذي يضرب على chromophore بواسطة إلكترون مثير من حالته الأرضية إلى حالة مثارة.
في الجزيئات البيولوجية التي تعمل على التقاط أو الكشف عن الطاقة الضوئية ، يكون chromophore هو الشق الذي يسبب تغيرًا تشبيهيًا للجزيء عند التعرض للضوء.
يقترن chromophores نظام pi السندات
في الكروموفورس المترافقة ، تقفز الإلكترونات بين مستويات الطاقة التي تكون مدارات pi الموسعة ، التي تم إنشاؤها بواسطة سلسلة من الروابط الفردية والمزدوجة المتناوبة ، غالبًا في الأنظمة العطرية. وتشمل الأمثلة الشائعة الشبكية (المستخدمة في العين لاكتشاف الضوء) ، تلوينات غذائية مختلفة ، أصباغ النسيج (مركبات azo) ، مؤشرات الأس الهيدروجيني ، الليكوبين ، β-كاروتين ، والأنثوسيانين. تدخل عوامل مختلفة في بنية chromophore في تحديد ما هي منطقة الطول الموجي في الطيف الذي يمتصه chromophore. إن إطالة أو توسيع نظام مترافق مع روابط غير مشبعة (متعددة) في جزيء سيميل إلى تحويل الامتصاص إلى أطوال موجية أطول. يمكن استخدام قواعد Woodward-Fesser لتقريب الطول الموجي الأقصى المسموح به للأشعة فوق البنفسجية في المركبات العضوية مع أنظمة رابطة pi المترافقة.
بعض هذه هي chromophores معقدة المعادن ، والتي تحتوي على المعدن في مجمع التنسيق مع ليجندس. ومن الأمثلة على ذلك الكلوروفيل ، الذي تستخدمه النباتات لعملية التمثيل الضوئي والهيموجلوبين ، ناقل الأكسجين في دم الحيوانات الفقارية. في هذين المثالين ، يتم تعقيد المعدن في وسط حلقة رباعي الجزئي tetrapyrrole: الحديد المعدني في مجموعة الهيم (الحديد في حلقة بورفيرين) من الهيموغلوبين ، أو المغنيسيوم معقد في حلقة من نوع الكلورين في حالة الكلوروفيل . إن نظام الربط البيوني المصاحب بدرجة عالية للحلقة macrocycle يمتص الضوء المرئي. يمكن أن تؤثر طبيعة المعدن المركزي أيضًا على طيف الامتصاص لمركب المعادن المعقدة أو خواصه مثل عمر الدولة المثير. جزء tetrapyrrole في المركبات العضوية التي ليست macrocyclic ولكن لا يزال لديه نظام ربط pi مترافق لا يزال بمثابة chromophore. وتشمل أمثلة هذه المركبات البيليروبين واليوروبيلين ، اللذان يحملان لونًا أصفرًا.
مصباغ
و auxochrome هو مجموعة وظيفية من الذرات التي تعلق على chromophore الذي يعدل من قدرة chromophore لامتصاص الضوء ، مما يؤدي إلى تغيير الطول الموجي أو شدة الامتصاص.
Halochromism في chromophores
يحدث الهالوكسمية عند تغير لون المادة عندما يتغير الأس الهيدروجيني. هذه خاصية لمؤشرات الأس الهيدروجيني ، التي يتغير هيكلها الجزيئي عند تغيرات معينة في درجة الحموضة المحيطة. يؤثر هذا التغيير في الهيكل على chromophore في جزيء المؤشر pH. على سبيل المثال ، الفينول فثالئين هو مؤشر الأس الهيدروجيني يتغير هيكله مع تغير درجة الحموضة كما هو موضح في الجدول التالي:
| Structure | ||
|---|---|---|
| pH | 0-8.2 | 8.2-12 |
| Conditions | acidic or near-neutral | basic |
| Color name | colorless | pink to fuchsia |
| Color |
في نطاق الأس الهيدروجيني من حوالي 0-8 ، يحتوي الجزيء على ثلاث حلقات عطرية مرتبطة جميعها بذرة كربون هجينة رباعي السطوح رباعي السطوح في الوسط مما لا يجعل الترابط in في الحلقات العطرية مترافقة. بسبب المدى المحدود ، فإن الحلقات العطرية تمتص الضوء فقط في المنطقة فوق البنفسجية ، وبالتالي يظهر المركب عديم اللون في نطاق 0-8 pH. ومع ذلك ، مع زيادة الأس الهيدروجيني لما يزيد عن 8.2 ، يصبح هذا الكربون المركزي جزءًا من رابطة مزدوجة تصبح sp2 مهجورة وتترك مدارًا p للتداخل مع الترابط in في الحلقات. وهذا يجعل الحلقات الثلاث مترافقة معًا لتشكل كروموفور ممتدًا يمتص ضوءًا مرئيًا أطول طولًا موجيًا ليظهر لونًا فوشيا. عند نطاقات pH خارج 0-12 ، تؤدي تغيرات هيكلية جزيئية أخرى إلى تغيرات لونية أخرى ؛ انظر الفينول فثالين لمزيد من التفاصيل.