1614- لماذا تكون بعض المركبات الكيميائية ملوّنة وبعضها الآخر عديم اللون؟

توجد من حولنا الكثير من المواد الملونة، لكن هل تسائلت لماذا تظهر هذه المواد بألوان مختلفة بالرغم من أن الضوء الساقط عليها لا لون له؟
في الحقيقة يتكون الضوء من عدة اطوال موجية والتي يمكن رؤيتها عند مرور الضوء خلال موشور،
ينتج لون هذه المواد لاسباب فيزيائية واخرى كيميائية:

أولاً: اسباب فيزيائية:

1- الامتصاص:
الاوساط الشفافة سواء كانت صلبة او سائلة يمر خلالها الضوء دون ان تتداخل مع الاطوال الموجية له لذا تظهر عديمة اللون،
اما الاوساط التي تمتص بعض الاطوال الموجية وتعكس او تنفذ الاطوال الموجية الاخرى فإنها تظهر بلون مجموعة الاطوال الغير ممتصة،
2- الانعكاس الانتشاري:
تعكس السطوح الخشنة الضوء الساقط عليها في عدة اتجاهات، فمثلاً يظهر ملح الطعام بلون ابيض حيث تعكس بلوراته الضوء دون امتصاص، اما كبريتات النحاس فتظهر زرقاء لانها تمتص الاطوال الموجية الاطول احمر-اصفر-اخضر وتعكس الطول الموجي الاقصر الازرق،
3-تشتت الضوء:
يتشتت الضوء عند اصطدامه بالدقائق الصغيرة، مثال ذلك زرقة السماء، حيث يتشتت الضوء الازرق قصير الطول الموجي بشكل اكبر من باقي الاطوال الموجية الاخرى بواسطة الدقائق ذات القطر الاصغر من الطول الموجي للضوء الساقط، اما الدقائق الاكبر قطراً فانها لا تشتت الضوء وانما تعمل على انعكاسه بعدة اتجاهات، وهو ما يفسر اللون الابيض الباهت للغيوم،

ثانياً: اسباب كيميائية

تحتوي بعض المركبات على مجموعة فعالة ضمن الجزيئة تدعى “حامل اللون” Chromophore ،
يمكن لهذه المجموعة ان تمر بانتقالات الكترونية ضمن المنطقة فوق البنفسجية والمرئية من الطيف الكهرومغناطيسي فينتج عن هذه الانتقالات اللون المميز للمركب،
بصورة عامة هناك ثلاث انواع من المركبات الكيميائية تُظهر مميزات لونية خاصة وهي المركبات العضوية واللاعضوية ومعقدات العناصر المعدنية،

تمتص الجزيئات العضوية الطيف المرئي وفوق البنفسجي اعتماداً على التركيب الجزيئي لها، وتحدث فيها الانتقالات الالكترونية بين الحالة الاساس والحالة المتهيجة للجزيئة الحاوية على ذرة غير متجانسة او آواصر غير مشبّعة،
الانتقالات ضمن المنطقة فوق البنفسجية تكون غير مرئية لقصر الاطوال الموجية الصادرة (طاقة اعلى)، اما تلك التي تحدث ضمن اطوال موجية اكبر (طاقة اوطأ) فتُظهر تغير واضح في لون المركب،
أمثلة على الحوامل اللونية هي: مجاميع النايترو, الآزو, الآزوكسي, الكاربونيل والثايوكربونيل،

المركبات اللاعضوية تحتوي ذراتها على مدار d والذي يُظهر امتصاص ضعيف في المنطقة المرئية من الطيف، لذلك فإن معظم العناصر الانتقالية (الحاوية على مدار d) تكون ملونة بسبب الانتقالات الاكترونية ضمن مدار d ، مثال على ذلك اللون الازرق لمحلول كبريتات النحاس المائية،

بعض المركبات تكون عديمة اللون لكن عند وجود عامل مكوّن للتعقيد تصبح هذه المركبات ملونة، في هذه الحالة هناك نوعين من الاصناف في المركب، صنف واهب للالكترون وصنف آخر مستقبل للالكترون، ويتكون اللون نتيجة انتقال الشحنة بين هذين الصنفين، كمثال على ذلك إضافة ايون الحديد الثلاثي الى محلول من ايون الثايوسيانات الثنائي ينتج لون احمر دموي سببه انتقال الالكترونات من ايونات الثايوسيانات الى ايون الحديد،

إضافة الى ما ذُكر أعلاه هناك خاصية اخرى لبعض المركبات وهي “انزياح الحامل اللوني”، نلاحظ هذه الظاهرة على شكل زيادة او نقصان الشدة اللونية لبعض المركبات عند تغير ظروفها المحيطة او تفاعلها مع صنف كيميائي معين، ويوجد نوعان من هذا “الانزياح”:

الانزياح الاحمر:
اي نحو طول موجي اكبر، وفيه تتحول بعض المركبات من عديمة اللون الى ملونة او يحدث زيادة في الشدة اللونية، مثال ذلك زيادة في تعاقب الاواصر المزدوجة او زيادة في عدد الحلقات العطرية (رنين)،

الانزياح الازرق:
اي نحو طول موجي اقصر ينتج عنه اختفاء لون المحلول او تقليل شدته اللونية.

الصورة:photorack©
#الباحثون_المسلمون
#MRA1614