为什么共轭双键会导致颜色?(导致视觉疲劳程度由高到低的颜色是)


事实上,任何跃迁,都是可以吸收光能,只不过在不同的区域。

分子的转动和天平动(libration),吸收的是微波和远红外光,比如水的 libration 在远红外

[1];(——这也是微波炉的加热机理,就是促使加快食物中水分子的转动从而加热)

分子的振动,吸收的是中红外光,而一些 overtone 能到近红外区域甚至可见光区域——这也是为何水是蓝色的;

为什么浴缸里面的水看着是浅蓝色的?

外层电子能级跃迁,吸收的是可见光或者紫外光;

内层电子能级跃迁,吸收的是 X 射线;

原子核的能级跃迁,吸收的是伽玛射线。

那么现在问题就变成了,为什么需要共轭双键才能吸收可见光产生颜色?假设有一堆共轭双键,总共的长度为 L

下面我们就来求一维无限深势箱。这里我给大家推荐一个超级简单的方法,不需要解薛定谔方程。

因为我们知道,根据德布罗意的物质波观点,每个分立的能级是因为生成了驻波,那么我们就有

根据物质波公式

所以能级的能量就是

,怎么样?这样求解是不是简单多了?而且类似的方法用来求环势箱也会很方便哦。

一维无限深势箱中,不同的分立能级产生驻波

然后我们知道,跃迁是发生在 HOMO 和 LUMO 之前,下面我们就用实例来演示一下。下图中的例子,每增加一个重复结构(r 增加 1),分子就增长 248 pm。根据最后的计算我们可以发现,当共轭结构越来越大时,分子的吸收峰会红移。如果一开始共轭结构很小时,会在紫外区域吸收,则没有颜色(因为紫外光对于人眼不可见);当共轭结构逐渐增大时,吸收峰就会移动到可见光区域,从而产生颜色。

随着共轭结构的增长,颜色逐渐变化
在泛函和偏微等学科中,为什么要引进「弱」的概念?
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