क्रोमोफोर

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पतझड़ में पत्तियां रंग बदलती हैं क्योंकि उनके क्रोमोफोरस (क्लोरोफिल अणु) टूट जाते हैं और लाल और नीले प्रकाश को अवशोषित करना बंद कर देते हैं।[1]

एक क्रोमोफोर इसके रंग के लिए जिम्मेदार अणु का हिस्सा है।[2]

हमारी आँखों द्वारा देखा जाने वाला रंग वह है जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम के एक निश्चित तरंग दैर्ध्य स्पेक्ट्रम के भीतर परावर्तक वस्तु द्वारा अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) नहीं है। क्रोमोफोर अणु में एक ऐसा क्षेत्र है जहां दो अलग-अलग आणविक कक्षाओं के बीच ऊर्जा अंतर दृश्यमान स्पेक्ट्रम की सीमा के भीतर आता है। दृश्यमान प्रकाश जो क्रोमोफोर से टकराता है, इस प्रकार एक इलेक्ट्रॉन को उसकी जमीनी अवस्था से उत्तेजित अवस्था में उत्तेजित करके अवशोषित किया जा सकता है। जैविक अणुओं में जो प्रकाश ऊर्जा को पकड़ने या पता लगाने के लिए काम करते हैं, क्रोमोफोर मोएटिटी (रसायन विज्ञान) है जो प्रकाश से प्रभावित होने पर अणु में एक गठनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है।

File:Why are plants green.svg
स्वस्थ पौधों को हरे रंग के रूप में माना जाता है क्योंकि क्लोरोफिल मुख्य रूप से नीले और लाल तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करता है, लेकिन हरे रंग की रोशनी, कोशिका भित्ति जैसी पौधों की संरचनाओं से परिलक्षित होती है, कम अवशोषित होती है।[3]
File:Beta-Carotene conjugation.svg
β-कैरोटीन अणु को लाल रंग में हाइलाइट किया जाता है।

संयुग्मित पीआई-बॉन्ड सिस्टम क्रोमोफोरस

File:Heme b.svg
हमारे लाल रक्त कोशिकाओं में पॉरफाइरिन मोइटी (रसायन विज्ञान), जिसका प्राथमिक कार्य ऑक्सीजन को पकड़ने वाले लोहे के परमाणुओं को बांधना है, जिसके परिणामस्वरूप हीम क्रोमोफोरस होता है जो मानव रक्त को उसका लाल रंग देता है। हीम शरीर द्वारा बिलिवर्डिन (जो खरोंचों को उनका नीला-हरा रंग देता है) में अवक्रमित हो जाता है, जो बदले में बिलीरुबिन में अवक्रमित हो जाता है (जो पीलिया के रोगियों को एक पीली त्वचा का रंग देता है)।

[[File:RetinalCisandTrans.svg|upright=1.35|thumb|मानव आँख में, अणु रेटिनल एक 'संयुग्मित क्रोमोफोर' है। रेटिनल 11-सिस-रेटिनल के रूप में शुरू होता है, जो सही तरंग दैर्ध्य के एक फोटॉन γ (प्रकाश) को कैप्चर करने पर, [[रेटिना]] में सीधा हो जाता है। ऑल-ट्रांस-रेटिनल जो रेटिना में एक opsin प्रोटीन के खिलाफ धक्का देता है, जो एक रासायनिक सिग्नलिंग कैस्केड को ट्रिगर करता है। जिसके परिणामस्वरूप मानव मस्तिष्क द्वारा प्रकाश या छवियों की धारणा होती है।]]जिस तरह एक अणु में दो आसन्न पी-ऑर्बिटल्स एक पी-बॉन्ड बनाएंगे, अणु में तीन या अधिक आसन्न पी-ऑर्बिटल्स एक संयुग्मित प्रणाली बना सकते हैं। संयुग्मित पाई-प्रणाली। संयुग्मित पीआई-सिस्टम में, इलेक्ट्रॉन कुछ फोटॉन को कैप्चर करने में सक्षम होते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉन पी-ऑर्बिटल्स की एक निश्चित दूरी के साथ प्रतिध्वनित होते हैं - एक एंटीना (रेडियो) अपनी लंबाई के साथ फोटॉन का पता कैसे लगाता है। आमतौर पर, पीआई-सिस्टम जितना अधिक संयुग्मित (लंबा) होता है, फोटॉन की तरंग दैर्ध्य को कैप्चर किया जा सकता है। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक जोड़े गए आसन्न दोहरे बंधन के साथ हम एक अणु आरेख में देखते हैं, हम भविष्यवाणी कर सकते हैं कि सिस्टम उत्तरोत्तर हमारी आंखों के लिए पीला दिखाई देने की अधिक संभावना होगी क्योंकि यह पीले प्रकाश को अवशोषित करने की संभावना कम है और लाल प्रकाश को अवशोषित करने की अधिक संभावना है। (आठ से कम संयुग्मित डबल बॉन्ड की संयुग्मित प्रणालियां केवल पराबैंगनी क्षेत्र में अवशोषित होती हैं और मानव आंखों के लिए रंगहीन होती हैं, यौगिक जो नीले या हरे रंग के होते हैं, आमतौर पर अकेले संयुग्मित डबल बॉन्ड पर निर्भर नहीं होते हैं।)[4] संयुग्मित प्रणाली क्रोमोफोरस में, आणविक इलेक्ट्रॉन संक्रमण जो विस्तारित पी बंधन होते हैं, जो सुगंधित प्रणालियों में इलेक्ट्रॉन बादलों द्वारा बनाए जाते हैं। सामान्य उदाहरणों में रेटिनल (प्रकाश का पता लगाने के लिए आंख में प्रयुक्त), विभिन्न खाद्य रंग, कपड़े के रंग (एज़ो यौगिक), पीएच संकेतक, लाइकोपीन, कैरोटीन | β-कैरोटीन और anthocyanins शामिल हैं। क्रोमोफोर की संरचना में विभिन्न कारक यह निर्धारित करने में जाते हैं कि क्रोमोफोर स्पेक्ट्रम में किस तरंग दैर्ध्य क्षेत्र को अवशोषित करेगा। एक अणु में अधिक असंतृप्त (एकाधिक) बांड के साथ संयुग्मित प्रणाली को लंबा या विस्तारित करने से अवशोषण को लंबी तरंग दैर्ध्य में स्थानांतरित करने की प्रवृत्ति होगी। वुडवर्ड-फ़िएसर नियमों का उपयोग संयुग्मित पी-बॉन्ड सिस्टम के साथ कार्बनिक यौगिकों में लगभग पराबैंगनी-दृश्यमान अधिकतम अवशोषण तरंगदैर्ध्य के लिए किया जा सकता है।[citation needed]

इनमें से कुछ धातु जटिल क्रोमोफोरस हैं, जिनमें लिगैंड्स के साथ एक समन्वय परिसर में एक धातु होती है। उदाहरण क्लोरोफिल हैं, जो पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण और हीमोग्लोबिन के लिए उपयोग किया जाता है, कशेरुक जानवरों के रक्त में ऑक्सीजन ट्रांसपोर्टर। इन दो उदाहरणों में, एक धातु को टेट्रापायरोल macocycle रिंग के केंद्र में जटिल किया जाता है: हीमोग्लोबिन के हीम समूह (एक पोर्फिरीन रिंग में लोहा) में लोहा, या क्लोरोफिल के मामले में क्लोरीन-प्रकार की अंगूठी में जटिल मैग्नीशियम। . मैक्रोसायकल रिंग की अत्यधिक संयुग्मित पाई-बॉन्डिंग प्रणाली दृश्य प्रकाश को अवशोषित करती है। केंद्रीय धातु की प्रकृति धातु-मैक्रोसायकल कॉम्प्लेक्स के अवशोषण स्पेक्ट्रम या उत्तेजित राज्य जीवनकाल जैसे गुणों को भी प्रभावित कर सकती है।[5][6][7] कार्बनिक यौगिकों में टेट्रापायरोल अंश जो मैक्रोसाइक्लिक नहीं है, लेकिन फिर भी एक संयुग्मित पाई-बॉन्ड सिस्टम है जो अभी भी क्रोमोफोर के रूप में कार्य करता है। ऐसे यौगिकों के उदाहरणों में बिलीरुबिन और यूरोबिलिन शामिल हैं, जो पीले रंग का प्रदर्शन करते हैं।

auxochrome

एक ऑक्सोक्रोम क्रोमोफोर से जुड़े परमाणुओं का एक कार्यात्मक समूह है जो प्रकाश को अवशोषित करने के लिए क्रोमोफोर की क्षमता को संशोधित करता है, तरंग दैर्ध्य या अवशोषण की तीव्रता को बदलता है।

हेलोक्रोमिज्म

Main article: Halochromism

Halochromism तब होता है जब कोई पदार्थ pH परिवर्तन के रूप में रंग बदलता है। यह पीएच संकेतकों का एक गुण है, जिसकी आणविक संरचना आसपास के पीएच में कुछ परिवर्तनों पर बदल जाती है। संरचना में यह परिवर्तन पीएच सूचक अणु में क्रोमोफोर को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, phenolphthalein एक पीएच संकेतक है जिसकी संरचना पीएच परिवर्तन के रूप में बदलती है जैसा कि निम्न तालिका में दिखाया गया है:

Structure File:Phenolphthalein-low-pH-2D-skeletal.svg Phenolphthalein-mid-pH-2D-skeletal.svg
pH 0-8.2 8.2-12
Conditions acidic or near-neutral basic
Color name colorless pink to fuchsia
Color

लगभग 0-8 की पीएच रेंज में, अणु में तीन सुगन्धित वलय होते हैं जो सभी एक चतुष्फलकीय एसपी से बंधे होते हैं।3 मध्य में कक्षीय संकरण कार्बन परमाणु जो सुगन्धित वलयों में π-बॉन्डिंग को संयुग्मित नहीं करता है। उनकी सीमित सीमा के कारण, सुगंधित वलय केवल पराबैंगनी क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित करते हैं, और इसलिए यौगिक 0-8 पीएच रेंज में रंगहीन दिखाई देता है। हालाँकि, जैसे ही pH 8.2 से आगे बढ़ता है, वह केंद्रीय कार्बन एक दोहरे बंधन का हिस्सा बन जाता है जो sp बन जाता है2 संकरणित और एक p कक्षीय को छल्लों में π-बॉन्डिंग के साथ ओवरलैप करने के लिए छोड़ रहा है। यह एक विस्तारित क्रोमोफोर बनाने के लिए तीन रिंगों को एक साथ संयुग्मित करता है, जो फुकिया रंग दिखाने के लिए लंबी तरंग दैर्ध्य दृश्य प्रकाश को अवशोषित करता है।[8] 0-12 के बाहर पीएच रेंज में, अन्य आणविक संरचना में परिवर्तन के परिणामस्वरूप अन्य रंग परिवर्तन होते हैं; फेनोल्फथेलिन विवरण देखें।

सामान्य क्रोमोफोर अवशोषण तरंग दैर्ध्य

Functional group or Compound Absorption wavelength
Bromophenol Blue (yellow form) 591 nm [9]
Malachite green 617 nm [10] (Green)[11]
Cyanidin 545 nm (Blue)
β-carotene 452 nm (Orange)


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Kräutler, Bernhard (26 February 2016). "Breakdown of Chlorophyll in Higher Plants—Phyllobilins as Abundant, Yet Hardly Visible Signs of Ripening, Senescence, and Cell Death". Angew. Chem. Int. Ed. 4882 (55): 4882–4907. doi:10.1002/anie.201508928. PMC 4950323. PMID 26919572.
  2. ↑ IUPAC Gold Book Chromophore
  3. ↑ Virtanen, Olli; Constantinidou, Emanuella; Tyystjärvi, Esa (2020). "Chlorophyll does not reflect green light – how to correct a misconception". Journal of Biological Education: 1–8. doi:10.1080/00219266.2020.1858930.
  4. ↑ Lipton, Mark (Jan 31, 2017). "Chapter 1: Electronic Structure and Chemical Bonding, Chapter 1.10: Pi Conjugation". Purdue: Chem 26505: Organic Chemistry I (Lipton), LibreTexts edition. Purdue University.
  5. ↑ Gouterman, Martin (2012). "Optical spectra and electronic structure of porphyrins and related rings". In Dolphin, David (ed.). The Porphyrins V3. Physical Chemistry, Part A. Elsevier. pp. 1–165. doi:10.1016/B978-0-12-220103-5.50008-8. ISBN 978-0-323-14390-5. NAID 10005456738.
  6. ↑ Scheer, Hugo (2006). "An Overview of Chlorophylls and Bacteriochlorophylls: Biochemistry, Biophysics, Functions and Applications". क्लोरोफिल और बैक्टीरियोक्लोरोफिल. Advances in Photosynthesis and Respiration. Vol. 25. pp. 1–26. doi:10.1007/1-4020-4516-6_1. ISBN 978-1-4020-4515-8.
  7. ↑ Shapley, Patricia (2012). "कार्बनिक अणुओं के साथ प्रकाश को अवशोषित करना".
  8. ↑ Clark, Jim (May 2016). "यूवी-दृश्य अवशोषण स्पेक्ट्रा". chemguide.co.uk.
  9. ↑ Harris, C. Daniel (2016). Quantitative chemical analysis (9 ed.). New York: Freeman. p. 437. ISBN 9781464135385.
  10. ↑ Pretsch, Ernö. (1989). Tables of Spectral Data for Structure Determination of Organic Compounds. Thomas Clerc, Joseph Seibl, Wilhelm Simon (Second ed.). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-662-10207-7. OCLC 851381738.
  11. ↑ "UV-Vis Spectroscopy | Fundamentals Of UV Visible Spectroscopy". learnbin.net (in English). Retrieved 2021-11-21.


बाहरी संबंध

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