پایان نامه بررسی رنگ و حالت الكترونی مولكولها

مقدمه :

        تاریخچه – امروزه از رنگهای طبیعی به ندرت استفاده می گردد زیرا به كمك روشهای سنیتك رنگهای ایده آلی از نظر كمی و كیفی تولید میشوند و چون ساختمان اصلی آنها را آروماتیكها تشكیل میدهند بنابراین ازذغال سنگ و نفت به عنوان مهمترین منابع طبیعی و اولیه برای آنها محسوب میشوند . بیش از یك قرن است كه رنگهای آلی و مصنوعی برای بشر شناخته شده است . در سال 1856 وقتی شیمیدان 18 ساله انگلیسی به نام ویلیام هندی پركین سعی میكرد كینون راسنتز نماید به جای محصول سفید رنگی كه او انتظار داشت یك ماده بد  شكل سیاه رنگ تولید نمود كه برایش قابل توجه و قابل مطالعه بود . از استخراج این ماده رنگ ارغوانی زیبایی به نام ماوین بدست آمد كه بر حسب تصادف كهنه نخی كه در كنار میز آزمایش او قرار داشت توسط آن رنگی گردید و این ماده تا آن زمان تنها ماده رنگی بود كه از واكنش شیمیایی حاصل شده و جزو رنگهای گیاهی و ظبیعی نبود و بدین سان تحول بزرگی در تهیه مواد رنگی آلی شروع گردید واكنش تهیه رنگ مزبور بصورت زیر است :

سولفوریك اسید + آنیلین

       این رنگ چنانچه بعدا خواهیم دید به دلیل وجود گروه آزین ( Azine  ) جزو این نوع شیمیایی میباشد ولی در آن زمان به دلیل تهیه اش از آنیلین رنگ آنیلین نامش نهادند .

      پرییكن رنگ بالا را در كارخانه ای نزدیك لندن از قطران ذغال سنگ در مقیاس صنعتی تهیه نمود البته قبل از آن در آزمایشگاه از اثر پتاسیم دی كرومات و سولفوریك اسید بر آنیلین ناخالص آنرا سنتز نموده بود از انجائیكه این رنگ در رنگرزی مزایای فراوانی نسبت به دیگر رنگهای طبیعی ، از نظر روشنی و ثبات داشت در اندك زمانی توجه رنگرزها را بخود جلب نمود . پریكن و دوستانش علاوه بر تهیه رنگ بالا فرایند ساده رنگرزی با تانیك اسید را نیز ابداع كردند و بالاخره بعد از مدتها تحقیق و بررسی اولین كارخانه رنگسازی توسط او تاسیس و به مرحله تولید رسید .

        از انجا كه در آغاز اغلب رنگهای مصنوعی اولیه از انیلین ساخته میشدند و انیلین در آن زمان فقط از منبع قطران ذغال سنگ تهیه میشد اینگونه رنگها به رنگهای آنیلین و رنگهای قطران ذغال سنگ معروف بودند هر چند كه بعضی از این رنگها از آنیلین نیز مشتق نشده بودند . امروزه كلمه رنگهای مصنوعی با سینتیك ترجیح داده میشوند زیرا دیگر امروزه رنگها لزوما از منابع اولیه ذغال سنگ تهیه نمیشوند . بلكه منابع نفتی ( نفت خام و گاز طبیعی ) بجای آن جایگزین شده و این تعویض عمدتا در اثر جایگزینی گاز ذغال با گاز طبیعی در كشورهای صنعتی انجام گرفت .

       در تهیه رنگها از نظر كلی فرایند عمومی زیر دنبال میشود :

                                                                                                     نفت

مواد اولیه (هیدروكربنهای آروماتیك)                                   منابع طبیعی

                                                                                                                    زغال سنگ

                               مواد حد واسط

                                  رنگها

        رنگ نمودی از تاثیر متقابل نور مرئی و ماده است و ماده به این ترتیب رنگی به نظر میرسد . خود پدییده دید نیز نتیجه جذب نور توسط شبكیه چشم میباشد . جذب نور سبب میشود كه ساختمان پروتوئینهای چشم در اثر یكسری واكنشهای شیمیایی تغییر یابد و یك ردیف پاسخهای شیمیایی داده شود و درنتیجه ، علامت دریافت شده بوسیله عصب نوری به مغز انتقال می یابد .

       تابش نور سفید به ماده بر حسب ساختمان و حالت سطحی ماده با پدیده های زیر پاسخ داده میشود :

 الف : تمامی پرتوهای تابیده شده بازتاب یا پخش میگردند بدین ترتیب ماده سفید به نظر میرسد .

ب : تمامی پرتوها جذب میشوند ، ماده سیاه به نظر میرسد .

ج : قسمتی از پرتو ها بطور انتخابی جذب میشوند ماده رنگی به نظر میرسد .

        باید تصریح كرد كه نور سفید منتشر شده توسط خورشید تابشهای الكترو مغناطیسی در ناحیه 400 تا 800 n m  را در بر میگیرد . در دو سوی طیف مرئی نور از تابشهای غیر مرئی برای چشم انسان تشكیل یافته است طول موجهای بیشتر از 800 n m  نور در ناحیه زیر قرمز (I R  ) و طول موجهای كمتر از 400 n m  در ناحیه فرا بنفش ( U V  ) قرار دارد . بنابر این رنگ هر جسم یك حالت ویژه از پدیده ای بسیار عمومی ، یعنی پدیده جذب انتخابی است .

       در داخل حوزه مرئی ، نوارهای خیلی باریك طول موجها به رنگهای كاملا معین مربوط میگردند . این رنگها نه تنها از ایجاد نوری با طول موج كاملا مشخص ناشی میشوند بلكه آنها از نور سفیدی كه توسط جذب پرتوی كه طول موج رنگ مورد نظر را در بر نداشته باشد نیز حاصل میگردند بدین ترتیب است كه بر اثر جذب « رنگهای تكمیلی » ما رنگها یاجسامی كه ما را احاطه كرده اند می بینیم جدول زیر رنگهای جذب شده و دریافت شده را نسبت به طوول موج نور جذب شده نشان میدهد .

      رنگ جذب شده  رنگ دریافت شده      طول موج دریافت شده    طول موج جذب شده به n m

بنفش                   زرد آبی          n m             435 – 400

آبی                     زرد                         480 – 435

سبز – آبی             پرتقالی ( نارنجی )           490 – 480

آبی – سبز             قرمز                          500 – 490

سبز                    ارغوانی                       560- 500

زرد – سبز            بنفش                         580 – 560

زرد                    آبی                            595 – 580

نارنجی                سبز – آبی                     605 – 595

قرمز                  آبی – سبز                     750 – 605