第2章--染料的结构与颜色课件.ppt

2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色主要内容2.1 光与色2.2 有机化合物的发色理论2.3 染料分子发色体系结构与颜色的关系2.4 外界因素对分子吸收光谱的影响染料为什么有颜色？怎么来表示颜色？2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色主要内容2.1 光与色2.2 有机化合物的发色理论2.3 染料分子发色体系结构与颜色的关系2.4 外界因素对分子吸收光谱的影响2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色2.1 光与色一、光与色的物理概念1、光的颜色光是一种电磁波，频率与波长的关系为=c/光的颜色和光的波长是相互对应的可见光的波长范围在380780nm光谱区域光谱区域波长，波长，nm频率，频率，s-11014红红7706403.94.7橙黄橙黄6405804.75.2绿绿5804955.26.1青蓝青蓝4954406.16.7紫紫4404006.77.52022年7月15日第二章 染料的结构与颜色人们感觉到的光的颜色是不同波长的可见光照射到人眼中，刺激人的眼神经，而引起的一种生理现象红色光的波长最长：640770nm；紫色光的波长最短：400440nm太阳光(白光)：是由一个包含所有波长范围的混合光组成的光。

2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色2、物体的颜色 结论：物体的颜色是物体对可见光中某一波长的光选择性吸收的结果当太阳光或其他白光照射在物体上，可以看到几种情况：无色透明光线全部透过物体；物体呈白色光线全部被物体反射；物体呈黑色照射到物体上的光线全部被吸收；物体呈灰色各波段的光部分成比例地被物体吸收；物体呈现一定的颜色白光中的某一段或某几段光有选择地被物体吸收2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色3、补色一种色的补色可以是单色光，也可以是除去这个颜色光后白光剩余的颜色在颜色盘（环）上能很清楚地看到光谱色的补色就是它的对角所表示的颜色即物体的颜色实际上就是物体吸收光的补色两种不同颜色的光混合起来成为白光，这两种光的颜色称为补色2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色红光紫红光紫红红紫紫橙橙蓝蓝黄黄绿光蓝绿光蓝黄光绿黄光绿蓝光绿蓝光绿绿绿400nm435 nm595 nm480 nm 580nm490nm 560nm500nm颜色环605nm700 nm物体的颜色就是物体吸收光的补色2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色二、吸收光谱1、Lambert-Beer定律D：光密度；I0：入射光强度；I：透射光强度；c：溶液浓度；l：光程；：摩尔吸光度。

取决于吸收物质的内在性能和可见光的波长（或频率）也与有色物质的溶剂等环境因素有关朗伯特比尔定律适合于理想溶液，因此一般应在稀溶液中应用2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色2、吸收光谱在一定条件下一种物质的吸收光谱与其分子结构有密切关系，因此紫外和可见光谱常作为物质结构的一种表征可以代表某一化学物质的结构特性以波长或频率、波数为横坐标，以某一物质在该波长相应的摩尔吸光度为纵坐标，可以得到该物质的吸收光谱2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色吸收带：有机有色物质对光的吸收有一宽的区域，形成一个吸收峰，称为吸收谱带，简称吸收带在有些物质的吸收光谱中，可以有两个或两个以上的吸收带第一吸收带：波长最长的吸收带2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色最大吸收波长：每一吸收带都有一个与最高摩尔吸光度对应的波长，称为max；与max相对应的为max积分吸收强度：整个吸收带的吸收采用积分吸收强度表示第一吸收带最大吸收波长2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色三、颜色的深浅、浓淡和鲜艳度为了定性和定量地描述颜色，国际上统一规定了鉴别心理颜色的三个特征值，即色相（Hue）、明度(Lightness)和彩度（Chroma）。

三个基本特征与物质吸收光谱中吸收带的波长、吸收强度和吸收峰的宽窄程度有对应关系1、色相与颜色的深浅色相又名色调、色别，是指颜色彼此区别的最基本的特征对于有色物体来说，色相取决于物体表面有选择性地吸收了白光中具有某一最大吸收波长的吸收带或几个不同波长的吸收带后，所反射出其余波长的光对人眼的刺激而引起的感觉因此色相与被吸收光的波长有关2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色色相（hue）：色彩所呈现的质的面貌，是色彩彼此之间相互区别的标志色相是色彩的首要特征，是区别各种不同色彩的最准确的标准最初的基本色相为：红、橙、黄、绿、蓝、紫第二章 染料的结构与颜色色相环是将不同色相的颜色依序排列成环状以方便使用色相号色相名英语色名英语缩写1红redR2橙红Orange-redOR3橙orangeO4橙黄Orange-yellowOY5黄yellowY6青黄Greenish-yellowGY7黄绿Yellow-greenYG8叶绿Leaf-greenLG9绿greenG10蓝绿Blue-greenBG11蓝blueB12群青蓝Ultramarine-blueUB13群青ultramarineU14青紫Ultramarine-violetUV15紫罗兰violetV16紫红Violet-redVR2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色色相名称颜色名称颜色名称红绿蓝含量红绿蓝含量角度角度代表物体代表物体红色R255,G0,B00血液、草莓橙色R255,G128,B030火、橙子黄色R255,G255,B060香蕉、杧果黄绿R128,G255,B090柠檬绿色R0,G255,B0120草、树叶青绿R0,G255,B128150军装青色R0,G255,B255180水面、天空靛蓝R0,G128,B255210水面、天空蓝色R0,G0,B255240树根、墨水紫色R128,G0,B255270葡萄、茄子品红R255,G0,B255300火、桃子紫红R255,G0,B128330玫瑰、墨水2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色颜色的深浅是对吸收光波长而言的。

max光的补色代表了吸收带的基本颜色吸收光的波长越长，颜色越深；吸收光的波长越短，颜色越浅光波长从长到短的顺序为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，其对应的补色顺序为绿（蓝光绿）、青、蓝、紫、红、橙、黄，这就是颜色从深到浅的顺序2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色红光紫红光紫红红紫紫橙橙蓝蓝黄黄绿光蓝绿光蓝黄光绿黄光绿蓝光绿蓝光绿绿绿400nm435 nm595 nm480 nm 580nm490nm 560nm500nm605nm700 nm颜色深浅顺序绿蓝绿蓝紫红橙黄光波波长顺序红橙黄绿青蓝紫2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色向红位移：由于某些原因引起物体吸收光的波长向长波方向位移的现象，又称深色效应向紫位移：物体的吸收光波长向短波方向位移的现象，又称浅色效应吸收可见光中几种波长的物体，表现出有几个吸收带，人们看到的颜色为这些吸收光补色的拼混色当有色物体的分子发生改变或物体周围的环境变化，如pH值的改变等，常会引起物体吸收光的波长改变，从而使得颜色发生变化2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色2、明度（Brightness）与颜色的浓淡明度是眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉。

表示颜色明暗程度的特征值各种有色物体由于它们反射光量的区别就产生颜色的明暗强弱色彩的明度有两种情况：一是同一色相不同明度；二是各种颜色的不同明度2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色2、明度（Brightness）与颜色的浓淡对于非色彩而言，明度是最重要的特征值白色明度最高，黑色明度最低在黑白之间，明度从低到高分布了一个灰色系列彩色彩色黄黄橙橙黄绿黄绿青绿青绿青青红红蓝蓝紫紫明度值明度值10078.969.8530.3311.04.950.800非色彩非色彩白白白灰白灰浅灰浅灰中灰中灰深灰深灰暗灰暗灰黑灰黑灰黑黑各光谱色的相对明度值（）各光谱色的相对明度值（）2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色对于色彩而言，明度与不同色相有关，在光谱七色中，明度由高到低的顺序为：黄、橙、绿、青、红、蓝、紫对于同一色相的颜色会因明度不同形成一个由明到暗的颜色系列2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色通常情况下，颜色的明度高低是由物体的反射率或透射率来表示的白色的明度最高，光反射率接近100，黑色则相反，反射率接近0当白光照射到有色物体上，其中某一频率的光被物体选择性地吸收了可见光被吸收得越多，反射率或透射率就越低，即明度越低。

此时可以称该颜色相对较浓；反之则较淡，即明度较高因此颜色的浓淡与明度有密切的联系2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色对染色物体来说，颜色的浓淡，既取决于染料在纺织品上的浓度，也与染料的发色强度有直接的联系如果单就染料来说，染料吸收带的吸收强度或者摩尔吸光度高，则染料较浓；反之，染料较淡分子结构或其他条件的变化有时可以引起吸收带的吸收强度或摩尔吸光度发生变化，就会引起染料的浓度发生变化浓色效应：引起某一波带吸收强度（）增加的效应淡色效应：引起某一波带吸收强度（）减小的效应2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色彩度又称为颜色的饱和度（Saturation）、纯度或鲜艳度色彩越鲜艳，彩度即鲜艳度越高白、灰、黑为非色彩，只有明暗或浓淡，彩度为零对于有色物体而言，可见光范围的吸收带的宽窄对颜色的鲜艳度有重要影响吸收带越窄，说明物质分子对可见光吸收的选择性越强，颜色越鲜艳；反之则越萎暗如果一种物质分子没有选择性地吸收某一波长的可见光，或较均匀地吸收所有波长的可见光，该物质就失去了色彩，成为非彩色彩度常用高低来指述，彩度越高，色越纯，越艳；彩度越低，色越涩，越浊纯色是彩度最高的一级3、彩度与颜色的鲜艳度：2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色在吸收光谱上，吸收峰既高又窄，说明物质分子对可见光吸收的选择性很强，较完全地吸收了某一种波长的光，而对其他光涉及不多，其补色显得非常明亮、纯正，鲜艳度比较高。

2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色主要内容2.1 光与色2.2 有机化合物的发色理论2.3 染料分子发色体系结构与颜色的关系2.4 外界因素对分子吸收光谱的影响2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色2.2 有机化合物的发色理论一、发色团和助色团理论1、发色团有色物质有颜色的原因是其分子结构中带有一些不饱和基团这些基团称为发色团如：-N=N-、C=C 、-N=O、-NO2、C=O等有机物质要有颜色，发色团必须连在足够长的共轭体系上，或者有几个发色团连成共轭体系含有发色团的分子共轭体系称为发色体2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色2、助色团物体要有颜色，分子中除了发色团外，往往还要有一些助色团一些供电子基团，常含有未共用的电子对如 -NH2，-OH，-NHR等助色团作用：加强发色团的发色作用，产生深色效应，提高吸收强度提高染料的染色性能如：-SO3Na可增加染料水溶性2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色发色团与助色团 酸性橙（C.I.酸性橙7，15510）偶氮结构母体为发色体；-SO3Na、-OH为助色团还原深蓝BO（C.I.还原蓝20，59800）只有发色体，不含助色团2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色发色团助色团理论缺点：不能完全解释有色物质的发色机理，有例外。

有含有发色体、发色团、助色团但没有颜色的化合物；有无发色体，但有颜色的化合物（碘仿CHI3，黄色）孔雀绿隐色体（无色）2022年7月15日第二章 染料的结构与颜色二、量子理论1、光的量子理论光是电磁波，具有波动性和微粒性（波粒两象性）光是由无数个具有不同能量的光量子组成的，光量子的能量与频率、波长之间的关系为：越大，越短，能量越大2022年7月15日根据量子理论，原子和分子的能量是量子化的物质分子中，存在电子相对于原子核的运动，以及原子核间的相对振动和整个分子所存在的一定的转动各运动状态都有相应的能量，分。