第3章染料的结构与颜色讲述
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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）。
A：吸光度，透光度T=I0 /I；I0：入射光强度；I：透射光强度； c：溶液浓度；l：光程；ε：摩尔吸光度。
➢ε与有色物质的结构、光的λ有关。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
2、吸收光谱 ➢以ε和可见光的波长λ作图，得到的光谱图，称为吸收光
谱。横坐标：λ(nm)；纵坐标：ε。
➢从ε-λ图中可以得到 ε 一定结构物质与吸 收光谱的关系。可 以代表某一化学物 质的结构特性。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
发色团与助色团
HO
NaO3S
NN
O
O
酸性橙Ⅱ （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
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
➢ 发色团助色团理论缺点：
性吸收的结果。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
3、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。 ➢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。
在380~780nm。 ➢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：640~770nm；紫色光的波长最短： 400~440nm。
➢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。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
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。红光波长最长，其补色（蓝光绿）颜色最深； 紫光波长最短，其补色（黄色）最浅。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
光
700 nm 400nm
颜
波 波 长
605nm
红光紫
红
紫 435 nm
色 深 浅
顺
橙
序 595 nm
第三章 染料的结构与颜色
主要内容 §3.1 光与色 §3.2 有机化合物的发色理论 §3.3 染料分子发色体系结构与颜色的关系 §3.4 外界因素对分子吸收光谱的影响
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
§3.1 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υ=c/λ ➢光的颜色和光的波长是相互对应的。可见光的波长范围
2020年10月4日
第三章 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。
向红位移
Logε
λ
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
2、颜色的浓淡 ➢颜色的浓淡是对同一波长光的吸收强度而言的。 ➢颜色的浓淡是在吸收光谱图中，该波长下吸收峰的高低，
ε值的大小。吸收强度或ε值越大，颜色越浓。 ➢浓色效应：引起某一波带吸收强度（ε）增加的效应。 ➢淡色效应：引起某一波带吸收强度（ε）减小的效应。
λmax
λ
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
➢吸 收 带 ： 有 机 有 ε
色 物 质 对 光 的 吸 εmax
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。
λmax
λ
第一吸收带：波长最长的吸收带。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
最大吸收波长：每一吸收 ε 带都有一个与最高摩尔吸 εmax
红 橙
黄
蓝
顺 序
绿光蓝 480 nm
绿
蓝绿
黄 绿
580nm
蓝
绿
490nm
紫
青
红
蓝
560nm 500nm
橙
紫
黄
2020年10月4日
第三章 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。
向紫位移
浓
淡
λ
2020年10月4日
Logε
第三章 染料的结构与颜色
3、颜色的鲜艳度： ➢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。
鲜艳
logε
半高宽
不鲜艳
h
1/2h λ
2020年10月4日
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
700 nm
物体的颜色就是物
400nm 体吸收光的补色。
605nm
红光紫
红
紫
435 nm
橙
595 nm
黄
蓝
480 nm
绿光蓝
580nm 黄光绿 绿 蓝光绿 490nm
560nm
0月4日
第三章 染料的结构与颜色
二、吸收光谱 1、Lambert-Beer定律
光度ε对应的波长，称为
λmax； 与λmax相对应的ε为 εmax。
λmax
λ
积分吸收强度：整个吸收带的吸收采用积分吸收强度 表示。
积分吸收强度 d～ ～ 1/ 称为波数
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
三、颜色的深浅、浓淡和鲜艳度 1、颜色的深浅 ➢颜色的深浅是对吸收光波长而言的。λmax光的补色代表
2、物体的颜色 ➢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。 ➢结论：物体的颜色是物体对可见光中某一波长的光选择
第三章 染料的结构与颜色
§3.2 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。
A：吸光度，透光度T=I0 /I；I0：入射光强度；I：透射光强度； c：溶液浓度；l：光程；ε：摩尔吸光度。
➢ε与有色物质的结构、光的λ有关。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
2、吸收光谱 ➢以ε和可见光的波长λ作图，得到的光谱图，称为吸收光
谱。横坐标：λ(nm)；纵坐标：ε。
➢从ε-λ图中可以得到 ε 一定结构物质与吸 收光谱的关系。可 以代表某一化学物 质的结构特性。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
发色团与助色团
HO
NaO3S
NN
O
O
酸性橙Ⅱ （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
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第三章 染料的结构与颜色
➢ 发色团助色团理论缺点：
性吸收的结果。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
3、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。 ➢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。
在380~780nm。 ➢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：640~770nm；紫色光的波长最短： 400~440nm。
➢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。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
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。红光波长最长，其补色（蓝光绿）颜色最深； 紫光波长最短，其补色（黄色）最浅。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
光
700 nm 400nm
颜
波 波 长
605nm
红光紫
红
紫 435 nm
色 深 浅
顺
橙
序 595 nm
第三章 染料的结构与颜色
主要内容 §3.1 光与色 §3.2 有机化合物的发色理论 §3.3 染料分子发色体系结构与颜色的关系 §3.4 外界因素对分子吸收光谱的影响
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
§3.1 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υ=c/λ ➢光的颜色和光的波长是相互对应的。可见光的波长范围
2020年10月4日
第三章 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。
向红位移
Logε
λ
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
2、颜色的浓淡 ➢颜色的浓淡是对同一波长光的吸收强度而言的。 ➢颜色的浓淡是在吸收光谱图中，该波长下吸收峰的高低，
ε值的大小。吸收强度或ε值越大，颜色越浓。 ➢浓色效应：引起某一波带吸收强度（ε）增加的效应。 ➢淡色效应：引起某一波带吸收强度（ε）减小的效应。
λmax
λ
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
➢吸 收 带 ： 有 机 有 ε
色 物 质 对 光 的 吸 εmax
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。
λmax
λ
第一吸收带：波长最长的吸收带。
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
最大吸收波长：每一吸收 ε 带都有一个与最高摩尔吸 εmax
红 橙
黄
蓝
顺 序
绿光蓝 480 nm
绿
蓝绿
黄 绿
580nm
蓝
绿
490nm
紫
青
红
蓝
560nm 500nm
橙
紫
黄
2020年10月4日
第三章 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。
向紫位移
浓
淡
λ
2020年10月4日
Logε
第三章 染料的结构与颜色
3、颜色的鲜艳度： ➢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。
鲜艳
logε
半高宽
不鲜艳
h
1/2h λ
2020年10月4日
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
700 nm
物体的颜色就是物
400nm 体吸收光的补色。
605nm
红光紫
红
紫
435 nm
橙
595 nm
黄
蓝
480 nm
绿光蓝
580nm 黄光绿 绿 蓝光绿 490nm
560nm
0月4日
第三章 染料的结构与颜色
二、吸收光谱 1、Lambert-Beer定律
光度ε对应的波长，称为
λmax； 与λmax相对应的ε为 εmax。
λmax
λ
积分吸收强度：整个吸收带的吸收采用积分吸收强度 表示。
积分吸收强度 d～ ～ 1/ 称为波数
2020年10月4日
第三章 染料的结构与颜色
三、颜色的深浅、浓淡和鲜艳度 1、颜色的深浅 ➢颜色的深浅是对吸收光波长而言的。λmax光的补色代表
2、物体的颜色 ➢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。 ➢结论：物体的颜色是物体对可见光中某一波长的光选择
第三章 染料的结构与颜色
§3.2 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。