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现代发色理论:染料分子电子的能量运动机制

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:染料分子中的电子在不同能量的分子轨道上运动,通常情况下,电子总是优先处在能量最低的分子轨道上运动,此时电子所处的状态称为基态,或称为稳定态。电子激发态与电子基态间的能量差就是电子跃迁所具备的能量,称电子跃迁能。当入射光的光子能量正好等于电子跃迁能时,这一光子的能量就能被电子吸收,完成电子的跃迁。

现代发色理论:染料分子电子的能量运动机制

该理论认为,染料产生颜色是跟染料分子轨道电子的跃迁有关。染料分子中的电子在不同能量的分子轨道上运动,通常情况下,电子总是优先处在能量最低的分子轨道上运动,此时电子所处的状态称为基态,或称为稳定态。当受到光照后,染料分子中的电子吸收光能,就能从基态跃迁到能量较高的分子轨道上,此时电子所处的状态称为激发态。染料分子中不同的分子轨道都具有各自相应的能量。电子激发态与电子基态间的能量差就是电子跃迁所具备的能量,称电子跃迁能。当入射光的光子能量正好等于电子跃迁能时,这一光子的能量就能被电子吸收,完成电子的跃迁。电子的跃迁能可通过以下公式计算:

式中:E0——电子基态具有的能量;

E1——电子激发态具有的能量;

C——光速(3×108m/s);

h——普朗克常数(6.62×10-34J·s);(www.xing528.com)

ΔE——电子跃迁能。

可见光的波长在380~780nm,代入公式后可求得可见光的光子能量范围为:5.2×10-19~2.5×10-19J。由于染料分子中电子的跃迁能恰好在可见光的光子能量范围内,因此它可以吸收可见光的光子能量进行跃迁,即染料可以对可见光进行选择性吸收,从而使染料可呈现出颜色。

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