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1、3.1 3.1 3.1 3.1 引言引言引言引言 3.2 3.2 3.2 3.2 吸收现象与吸收光谱曲线吸收现象与吸收光谱曲线吸收现象与吸收光谱曲线吸收现象与吸收光谱曲线 3.3 3.3 3.3 3.3 吸收光谱曲线的量子概念吸收光谱曲线的量子概念吸收光谱曲线的量子概念吸收光谱曲线的量子概念 3.4 3.4 3.4 3.4 染料颜色与结构的关系染料颜色与结构的关系染料颜色与结构的关系染料颜色与结构的关系 3.5 外界条件对吸收光谱的影响外界条件对吸收光谱的影响外界条件对吸收光谱的影响外界条件对吸收光谱的影响 第三章第三章第三章第三章染料的颜色和结构染料的颜色和结构染料的颜色和结构染料的颜色和结
2、构 本章教学要求本章教学要求本章教学要求本章教学要求 1.了解染料对光吸收现象的关系了解染料对光吸收现象的关系了解染料对光吸收现象的关系了解染料对光吸收现象的关系 2.了解光谱色的性质了解光谱色的性质了解光谱色的性质了解光谱色的性质，吸收光谱曲线的量子吸收光谱曲线的量子吸收光谱曲线的量子吸收光谱曲线的量子 概念概念概念概念。 3.掌握染料分子结构与染料颜色之间的关系掌握染料分子结构与染料颜色之间的关系掌握染料分子结构与染料颜色之间的关系掌握染料分子结构与染料颜色之间的关系 （重点重点重点重点） 4.了解外界条件对吸收光谱的影响了解外界条件对吸收光谱的影响了解外界条件对吸收光谱的影响了解外界条件
3、对吸收光谱的影响。 染料的发色理论染料的发色理论染料的发色理论染料的发色理论 主要的发色理论有主要的发色理论有主要的发色理论有主要的发色理论有：发色团与助色团学说和近发色团与助色团学说和近发色团与助色团学说和近发色团与助色团学说和近 代发色理论代发色理论代发色理论代发色理论。 3.1引言引言引言引言 1. 有关染料的颜色与染料分子结构的关系的研究有关染料的颜色与染料分子结构的关系的研究有关染料的颜色与染料分子结构的关系的研究有关染料的颜色与染料分子结构的关系的研究 2. 有关染料的颜色与光吸收现象的研究有关染料的颜色与光吸收现象的研究有关染料的颜色与光吸收现象的研究有关染料的颜色与光吸收现象的
4、研究 补充补充补充补充： 染料分子结构与颜色的关系染料分子结构与颜色的关系染料分子结构与颜色的关系染料分子结构与颜色的关系 早在早在早在早在1834年年年年，人们就从胡萝卜和植物叶上分别提取了胡萝卜素人们就从胡萝卜和植物叶上分别提取了胡萝卜素人们就从胡萝卜和植物叶上分别提取了胡萝卜素人们就从胡萝卜和植物叶上分别提取了胡萝卜素 和叶绿素和叶绿素和叶绿素和叶绿素，以后又进一步发现以后又进一步发现以后又进一步发现以后又进一步发现，这些物质的颜色与它们的分子结这些物质的颜色与它们的分子结这些物质的颜色与它们的分子结这些物质的颜色与它们的分子结 构有关构有关构有关构有关。而染料的分子结构与颜色的关系则是
5、在而染料的分子结构与颜色的关系则是在而染料的分子结构与颜色的关系则是在而染料的分子结构与颜色的关系则是在1856年珀金发明年珀金发明年珀金发明年珀金发明 了第一个合成染料以后了第一个合成染料以后了第一个合成染料以后了第一个合成染料以后，才开始引起人们的注意才开始引起人们的注意才开始引起人们的注意才开始引起人们的注意，并对有机物呈并对有机物呈并对有机物呈并对有机物呈 色的原因提出了各种理论色的原因提出了各种理论色的原因提出了各种理论色的原因提出了各种理论。随着光谱科学的发展随着光谱科学的发展随着光谱科学的发展随着光谱科学的发展，人们不仅能测人们不仅能测人们不仅能测人们不仅能测 出不同物质的吸收光
6、谱图出不同物质的吸收光谱图出不同物质的吸收光谱图出不同物质的吸收光谱图，而且还可通过吸收光谱来了解物质的而且还可通过吸收光谱来了解物质的而且还可通过吸收光谱来了解物质的而且还可通过吸收光谱来了解物质的 结构结构结构结构，由此确定由此确定由此确定由此确定：任何物质的颜色是由于其对可见光产生了选择任何物质的颜色是由于其对可见光产生了选择任何物质的颜色是由于其对可见光产生了选择任何物质的颜色是由于其对可见光产生了选择 性吸收的结果性吸收的结果性吸收的结果性吸收的结果，染料的颜色与结构的关系实质上就是染料分子对染料的颜色与结构的关系实质上就是染料分子对染料的颜色与结构的关系实质上就是染料分子对染料的颜
7、色与结构的关系实质上就是染料分子对 光的选择吸收特性与结构之间的关系光的选择吸收特性与结构之间的关系光的选择吸收特性与结构之间的关系光的选择吸收特性与结构之间的关系。 在在在在1868186818681868年格拉勃年格拉勃年格拉勃年格拉勃（GraebeGraebeGraebeGraebe）和李勃曼和李勃曼和李勃曼和李勃曼（LiebermammLiebermammLiebermammLiebermamm）就提出就提出就提出就提出 不饱和性是有机化合物发色的原因不饱和性是有机化合物发色的原因不饱和性是有机化合物发色的原因不饱和性是有机化合物发色的原因。至至至至1876187618761876年年
8、年年，这种假设被德国这种假设被德国这种假设被德国这种假设被德国 的维特的维特的维特的维特（O.N.WittO.N.WittO.N.WittO.N.Witt）进一步确定进一步确定进一步确定进一步确定，并认为有机物至少需有某些不并认为有机物至少需有某些不并认为有机物至少需有某些不并认为有机物至少需有某些不 饱和基团存在时饱和基团存在时饱和基团存在时饱和基团存在时，才能显出颜色才能显出颜色才能显出颜色才能显出颜色，他将这些基团称为发色团他将这些基团称为发色团他将这些基团称为发色团他将这些基团称为发色团。 但并不是有发色团的有机物就一定会有颜色但并不是有发色团的有机物就一定会有颜色但并不是有发色团的有
9、机物就一定会有颜色但并不是有发色团的有机物就一定会有颜色，这些发色团还必须连在这些发色团还必须连在这些发色团还必须连在这些发色团还必须连在 足够长的共轭体系上或者同时有多个发色团连在一起时足够长的共轭体系上或者同时有多个发色团连在一起时足够长的共轭体系上或者同时有多个发色团连在一起时足够长的共轭体系上或者同时有多个发色团连在一起时，才能显出颜色才能显出颜色才能显出颜色才能显出颜色。 普通发色体的颜色普通发色体的颜色普通发色体的颜色普通发色体的颜色，一般并不很深一般并不很深一般并不很深一般并不很深，对各类纤维也不一定有亲和力对各类纤维也不一定有亲和力对各类纤维也不一定有亲和力对各类纤维也不一定有
10、亲和力， 但当另外引入一些基团时但当另外引入一些基团时但当另外引入一些基团时但当另外引入一些基团时，会使整个分子的颜色加深会使整个分子的颜色加深会使整个分子的颜色加深会使整个分子的颜色加深、加浓加浓加浓加浓，并且对纤维并且对纤维并且对纤维并且对纤维 有亲和力有亲和力有亲和力有亲和力，维特把这些基团称为助色团维特把这些基团称为助色团维特把这些基团称为助色团维特把这些基团称为助色团。主要的助色团有主要的助色团有主要的助色团有主要的助色团有：OH、 OR、NHR、NR2、Cl、Br等等等等。 此外此外此外此外，像像像像SO3Na、COONa等较特殊的助色团等较特殊的助色团等较特殊的助色团等较特殊的助
11、色团，它们对颜色无显它们对颜色无显它们对颜色无显它们对颜色无显 著的影响著的影响著的影响著的影响，但可使染料具有水溶性但可使染料具有水溶性但可使染料具有水溶性但可使染料具有水溶性，并使染料在水溶液里带负电荷并使染料在水溶液里带负电荷并使染料在水溶液里带负电荷并使染料在水溶液里带负电荷，从而从而从而从而 对某些纤维产生亲和力对某些纤维产生亲和力对某些纤维产生亲和力对某些纤维产生亲和力。 由于染料分子结构的复杂性由于染料分子结构的复杂性由于染料分子结构的复杂性由于染料分子结构的复杂性，以及分子内各基团间互影响的多样性以及分子内各基团间互影响的多样性以及分子内各基团间互影响的多样性以及分子内各基团间
12、互影响的多样性， 所以染料结构与颜色的关系是一个十分复杂的问题所以染料结构与颜色的关系是一个十分复杂的问题所以染料结构与颜色的关系是一个十分复杂的问题所以染料结构与颜色的关系是一个十分复杂的问题。人们运用量子力学理人们运用量子力学理人们运用量子力学理人们运用量子力学理 论论论论，通过对价键性质通过对价键性质通过对价键性质通过对价键性质、电子云形状和所处能级变化等方面的初步分析电子云形状和所处能级变化等方面的初步分析电子云形状和所处能级变化等方面的初步分析电子云形状和所处能级变化等方面的初步分析，通通通通 过对不同结构染料吸收光谱的测定过对不同结构染料吸收光谱的测定过对不同结构染料吸收光谱的测定
13、过对不同结构染料吸收光谱的测定，摸索总结出一些规律摸索总结出一些规律摸索总结出一些规律摸索总结出一些规律，如如如如：共轭双键共轭双键共轭双键共轭双键 系统系统系统系统、取代基的影响取代基的影响取代基的影响取代基的影响、分子的离子化分子的离子化分子的离子化分子的离子化、共轭系统的共轭系统的共轭系统的共轭系统的“受阻受阻受阻受阻”现象现象现象现象、分子的平分子的平分子的平分子的平 面结构面结构面结构面结构、形成金属络合物的影响等形成金属络合物的影响等形成金属络合物的影响等形成金属络合物的影响等。 发色团与助色团学说发色团与助色团学说发色团与助色团学说发色团与助色团学说 什么是发色团什么是发色团什么
14、是发色团什么是发色团？助色团助色团助色团助色团？发色体发色体发色体发色体？ 发色团发色团发色团发色团：使染料表现颜色使染料表现颜色使染料表现颜色使染料表现颜色，含双键的原子基团含双键的原子基团含双键的原子基团含双键的原子基团 。 如如如如：偶氮基偶氮基偶氮基偶氮基 N=N；硝硝硝硝基基基基 NO2 ； ； 羰羰羰羰基基基基； 乙烯基乙烯基乙烯基乙烯基 CH=CH C O 助色团助色团助色团助色团 ：使染料颜色加深使染料颜色加深使染料颜色加深使染料颜色加深，或增强染料对纤维的亲或增强染料对纤维的亲或增强染料对纤维的亲或增强染料对纤维的亲 和力和力和力和力，或增强染料的水溶性的基团或增强染料的水溶
15、性的基团或增强染料的水溶性的基团或增强染料的水溶性的基团。 如如如如： 羟羟羟羟 基基基基 OH 深色作用深色作用深色作用深色作用；增强染料对纤维的亲和性增强染料对纤维的亲和性增强染料对纤维的亲和性增强染料对纤维的亲和性; 氨氨氨氨 基基基基 NH2 深色作用深色作用深色作用深色作用；增强染料对纤维的亲和性增强染料对纤维的亲和性增强染料对纤维的亲和性增强染料对纤维的亲和性; 磺酸基磺酸基磺酸基磺酸基 SO3H 增强染料的水溶性和对纤维的亲和性增强染料的水溶性和对纤维的亲和性增强染料的水溶性和对纤维的亲和性增强染料的水溶性和对纤维的亲和性. 发色体发色体发色体发色体：含有发色团的分子称为发色体含有发色团的分子称为发色体含有发色团的分子称为发色体含有发色团的分子称为发色体。发色团被发色团被发色团被发色团被 引入的愈少引入的愈少引入的愈少引入的愈少，颜色愈浅颜色愈浅颜色愈浅颜色愈浅；发色团被引入的愈多发色团被引入的愈多发色团被引入的愈多发色团被引入的愈多，颜颜颜颜 色愈深色愈深色愈深色愈深。 以下情况可使颜色加深以下情
