تفسير خاصية اللون فى المواد
- من المعروف أن لون المادة ينتج من امتصاص بعض فوتونات منطقة الضوء المرئي والذى تراه العين هو محصلة مخلوط الألوان المتبقية (المنعكسة)
- فإذا امتصت المادة جميع ألوان الضوء المرئي (الأبيض) تظهر للعين سوداء وإذا لم تمتص أياً منها ظهرت بيضاء - وعندما تمتص المادة لوناُ معيناُ يظهر لونها باللون المتتم له.
- يسمى اللون التى تمتصه المادة باللون الممتص.
- يسمى اللون التي لم تمتصه المادة باللون المتتم Complementary color
- عندما تمتص المادة جميع الألوان (اللون الأبيض تظهر باللون الأسود)
- عندما لا تمتص المادة أى لون من الألوان تظهر باللون الأبيض.
- إذا امتصت المادة لون معين من ألوان الطيف تظهر المادة باللون المتمم
- عندما تتحد مادة مع اللون المتمم تظهر المادة باللون الأبيض
- الشكل التالي يوضح العلاقـة بيـن اللـون المتتـم واللــون الممتص
فمثلاُ مركبات الكروم (III) تمتص اللون الأحمر لذا يظهر لونها باللون الأخضر.
- يعتمد لون المادة على خصائص وميزات فيزيائية وكيميائية.
أولاُ/ الخواص الفيزيائية
(1) الامتصاص (Absorption)
- المادة السائلة أو الصلبة الشفافة ستعمل على إمرار كل الألوان المكونة للضوء الأبيض دون تغير وبالتالي ستظهر المادة بلا لون.
- أما المواد التي تمرر أو تعكس قسماً من الضوء الأبيض وتمتص القسم الآخر فستظهر ملونة. وعادة ما تسمى الألوان التي انعكست أو نفذت عبر المادة بالألوان المكملة (Complementary colors).
(2) الانعكاس والانتشار (Diffuse and Reflectance)
- عندما تسقط حزمة من الأشعة الضوئية على السطوح الخشنة فإنها تعكسها في اتجاهات متعددة، فمثلاً ملح الطعام نراه ذو لون أبيض لأن بلوراته تعكس الضوء دون أي امتصاص للأشعة.
- وفي المقابل إنّ أملاح كبريتات النحاس تظهر بلون أزرق لأنها تمتص أغلب الأطوال الموجية للضوء كالأحمر والأصفر وغيرها وتعكس الأطوال الموجية الزرقاء فقط.
(3) تبعثر الضوء (Light Scattering)
- يتبعثر الضوء عند اصطدامه بجسيمات تكون في طريق انتشاره.
- من الأمثلة الأكثر شهرة هي اللون الأزرق للسماء.
- إنّ الأطوال الموجية الزرقاء المنبعثة من ضوء الشمس تتبعثر بشكل أكبر من الأطوال الموجية الحمراء نتيجة اصطدامها بجسيمات صغيرة في الحجم (أصغر من الأطوال الموجية للضوء).
- أما الجسيمات ذات أنصاف الأقطار الأكبر من الأطوال الموجية للضوء أو التي تكون من رتبة الأطوال الموجية للضوء تسبب تبعثر الضوء ولا تؤثر كثيراً على اللون لذلك نرى الغيوم و الملوثات في الهواء ذات لون أبيض قاتم.
ثانياُ/ الخواص الكيميائية
- تتألف المواد جميعها من ذرات أو مجموعة من الذرات المرتبة على شكل جزيئات. بعض هذه الأشكال المرتبة أو المسماة المجموعات الوظيفية تكون مسؤولة عن لون المركب.
- مثل هذه المجموعات تسمى بالكروموفورات (Chromophores). يكون هذا الكروموفور قابلاً للانتقال الالكتروني عند تعرضه للأطوال الموجية للطيف المرئي والفوق بنفسجي (UV – visible) وبهذا الانتقال الالكتروني يعطي المركب لوناً مميزاً
- من الأمثلة على مثل هذه المركبات بيتا كاروتين (ß-Carotene ) والكيونونات (Quinonones) و أصباغ الآزو والبورفيرينات (Porphyrins).
خلاصة حل السؤال: لماذا تظهر المركبات الكيميائية ملونة؟
لأن التلوين ينشأ عن إثارة الإلكترونات إلى مستويات طاقة أعلى بامتصاص جزء من الضوء المرئي (الأبيض) فتظهر المادة باللون المتمم للجزء الممتص مثلاُ إذا امتصت اللون الأزرق تظهر برتقالية وإذا امتصت الأحمر تظهر زرقاء مخضرة وهكذا.