Perché composti diversi hanno colori nelle emissioni visibili?

Diversi composti mostrano vari colori nelle emissioni visibili a causa dell'assorbimento e dell'emissione di luce a lunghezze d'onda specifiche. Questo fenomeno deriva dalla struttura elettronica e dalla composizione molecolare dei composti. Ecco una spiegazione:

1. Transizioni elettroniche :Quando un composto è esposto alla luce, i suoi elettroni possono assorbire energia da determinate lunghezze d'onda ed eccitarsi a livelli energetici più elevati. La differenza di energia tra lo stato fondamentale e lo stato eccitato determina la lunghezza d'onda della luce che viene assorbita.

2. Cromofori :I gruppi di atomi all'interno di una molecola responsabili dell'assorbimento della luce e della colorazione del composto sono chiamati cromofori. Questi cromofori sono tipicamente composti da doppi legami coniugati, anelli aromatici o alcuni ioni metallici.

3. Spettro visibile :Lo spettro visibile della luce comprende la gamma di lunghezze d'onda che gli esseri umani possono percepire, da circa 400 nm (viola) a 700 nm (rosso). I composti assorbono la luce a lunghezze d'onda specifiche all'interno dello spettro visibile, producendo colori diversi.

4. Percezione del colore :Il colore che percepiamo è complementare al colore che viene assorbito dal composto. Ad esempio, un composto che assorbe fortemente la luce blu apparirà giallo perché il giallo è il colore complementare al blu.

5. Concentrazione :Anche la concentrazione del composto gioca un ruolo nell'intensità del colore. A concentrazioni più elevate, sono presenti più molecole per assorbire la luce, risultando in un colore più profondo e intenso.

6. Variazioni strutturali :Lievi variazioni nella struttura molecolare di un composto possono alterare i livelli energetici dei suoi elettroni, portando a cambiamenti nelle lunghezze d'onda della luce assorbita. Ciò può comportare colori diversi per composti con composizioni chimiche simili.

Ad esempio:

- Il beta-carotene, un composto presente nelle carote, assorbe la luce blu e verde, conferendogli il caratteristico colore giallo-arancio.

- La clorofilla, il pigmento responsabile della fotosintesi nelle piante, assorbe la luce rossa e blu, apparendo verde.

- Il cloruro di cobalto, un composto utilizzato come indicatore di umidità, presenta vari colori come blu (secco), rosa (idrato) e viola (livelli di idratazione intermedi) a causa dei cambiamenti nella sua struttura molecolare e nello stato di idratazione.

Pertanto, i colori osservati nelle emissioni visibili di diversi composti derivano dall'assorbimento selettivo e dall'emissione di luce da parte degli elettroni del composto e delle loro specifiche strutture molecolari. Questa interazione tra luce e proprietà molecolari dà origine ai diversi colori che vediamo nel mondo che ci circonda.