क्रोमोफोर

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

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

जो रंग हमारी आँखों द्वारा देखा जाता है वह दृश्य प्रकाश के एक निश्चित तरंग दैर्ध्य वर्णपट्ट के भीतर प्रतिबिंबित वस्तु द्वारा अवशोषित नहीं होता है। वर्णमूलक अणु में एक क्षेत्र है जहां दो अलग-अलग आणविक कक्षाओं के बीच ऊर्जा अंतर दृश्यमान वर्णपट्ट की सीमा के भीतर आता है। दृश्यमान प्रकाश जो वर्णमूलक से टकराता है, इस प्रकार एक इलेक्ट्रॉन को उसकी आद्य अवस्था से उत्तेजित अवस्था में उत्तेजित करके अवशोषित किया जा सकता है। जैविक अणुओं में जो प्रकाश ऊर्जा को पकड़ने या उसका पता लगाने का काम करते हैं, वर्णमूलक वह भाग है जो प्रकाश की संपर्क में आने पर अणु में एक गठनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है।

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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]
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β-कैरोटीन अणु को लाल रंग में हाइलाइट किया जाता है।

संयुग्मित पीआई-बॉन्ड तंत्र वर्णमूलक

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 वर्णमूलक 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)।
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मानव आँख में, अणु रेटिनल एक 'संयुग्मित वर्णमूलक' है। रेटिनल 11-सिस-रेटिनल के रूप में प्रारंभ होता है, जो सही तरंग दैर्ध्य के एक फोटॉन γ (प्रकाश) को अधिकृत करने पर, [[रेटिना

ठीक उसी तरह जैसे एक अणु में दो आसन्न पी-ऑर्बिटल्स एक पाई-बॉन्ड बनाएंगे, एक अणु में तीन या अधिक आसन्न पी-ऑर्बिटल्स एक संयुग्मित पाई-तंत्र बना सकते हैं। एक संयुग्मित पाई-तंत्र में, इलेक्ट्रॉन कुछ फोटॉन को पकड़ने में सक्षम होते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉन पी-ऑर्बिटल्स की एक निश्चित दूरी के साथ प्रतिध्वनित होते हैं - उसी तरह जैसे एक रेडियो एंटीना अपनी लंबाई के साथ फोटॉन का पता लगाता है। सामान्यत:, पाई-तंत्र जितना अधिक संयुग्मित (लंबा) होगा, फोटॉन की तरंग दैर्ध्य उतनी ही लंबी अधिकृत की जा सकती है। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक जोड़े हुए आसन्न दोहरे बंधन के साथ जिसे हम अणु आरेख में देखते हैं, हम अनुमान लगा सकते हैं कि तंत्र उत्तरोत्तर हमारी आंखों को पीला दिखाई देने की अधिक संभावना होगी क्योंकि इसमें पीले प्रकाश को अवशोषित करने की संभावना कम है और लाल प्रकाश को अवशोषित करने की अधिक संभावना है। ("आठ से कम संयुग्मित दोहरे बंधनों की संयुग्मित प्रणालियाँ केवल पराबैंगनी क्षेत्र में अवशोषित होती हैं और मानव आँख के लिए रंगहीन होती हैं", "जो यौगिक नीले या हरे रंग के होते हैं वे सामान्यत: केवल संयुग्मित दोहरे बंधनों पर निर्भर नहीं होते हैं।")[4]

संयुग्मित वर्णमूलक में, इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तरों के बीच सम्मलित हैं जो विस्तारित पाई ऑर्बिटल्स होते हैं, जो ऐरोमैटिक तंत्र जैसे इलेक्ट्रॉन अभ्र द्वारा बनाए जाते हैं। सामान्य उदाहरणों में रेटिनल (प्रकाश का पता लगाने के लिए आंखों में उपयोग किया जाता है), विभिन्न खाद्य रंग, कपड़े के रंग (एज़ो यौगिक), पीएच संकेतक, लाइकोपीन, β-कैरोटीन और एंथोसायनिन सम्मलित हैं। वर्णमूलक की संरचना में विभिन्न कारक यह निर्धारित करते हैं कि वर्णमूलक वर्णपट्ट में किस तरंग दैर्ध्य क्षेत्र को अवशोषित करेगा। एक अणु में अधिक असंतृप्त (एकाधिक) बंधनों के साथ संयुग्मित तंत्र को लंबा या विस्तारित करने से अवशोषण को लंबी तरंग दैर्ध्य में स्थानांतरित कर दिया जाएगा। वुडवर्ड-फ़ाइज़र नियमों का उपयोग संयुग्मित पाई-बॉन्ड तंत्र के साथ कार्बनिक यौगिकों में पराबैंगनी-दृश्यमान अधिकतम अवशोषण तरंग दैर्ध्य का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है।[citation needed]

इनमें से कुछ धातु जटिल वर्णमूलक हैं, जिनमें संलग्नी 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 परिवाहक है। इन दो उदाहरणों में, एक धातु को टेट्रापायरोल मैक्रोसायकल वलय के केंद्र में जटिल किया जाता है: हीमोग्लोबिन के हीम समूह (एक पोर्फिरीन वलय में लोहा) में लोहा, या क्लोरोफिल के स्थिति में क्लोरीन-प्रकार के वलय में जटिल मैग्नीशियम। मैक्रोसायकल वलय की अत्यधिक संयुग्मित पाई-श्लेषण तंत्र दृश्य प्रकाश को अवशोषित करती है। केंद्रीय धातु की प्रकृति धातु-मैक्रोसायकल संमिश्र के अवशोषण वर्णपट्ट या उत्तेजित अवस्था 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 तंत्र है जो अभी भी वर्णमूलक के रूप में कार्य करता है। ऐसे यौगिकों के उदाहरणों में बिलीरुबिन और यूरोबिलिन सम्मलित हैं, जो पीले रंग का प्रदर्शन करते हैं।

रंगवर्धक

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

लवणवर्णता

Main article: लवणवर्णता

लवणवर्णता तब होता है जब कोई पदार्थ पीएच 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 वर्णमूलक को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, फिनाल्फ्थैलीन एक पीएच संकेतक है जिसकी संरचना पीएच परिवर्तन के रूप में बदलती है जैसा कि निम्न तालिका में दिखाया गया है:

संरचना File:Phenolphthalein-low-pH-2D-skeletal.svg File:Phenolphthalein-mid-pH-2D-skeletal.svg
पीएच 0-8.2 8.2-12
स्थितियाँ अम्लीय या लगभग तटस्थ क्षारीय
रंग का नाम रंगहीन गुलाबी से फ्यूशिया
रंग

लगभग 0-8 की पीएच श्रेणी में, अणु में तीन ऐरोमैटिक वलय होते हैं जो सभी एक चतुष्फलकीय sp3 से बंधे होते हैं। मध्य में कक्षीय संकरण कार्बन परमाणु जो ऐरोमैटिक वलयों में π-श्लेषण को संयुग्मित नहीं करता है। उनकी सीमित सीमा के कारण, ऐरोमैटिक वलय केवल पराबैंगनी क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित करते हैं, और इसलिए यौगिक 0-8 पीएच श्रेणी में रंगहीन दिखाई देता है। चूंकि, जैसे ही पीएच 8.2 से आगे बढ़ता है, वह केंद्रीय कार्बन एक दोहरे बंधन का हिस्सा बन जाता है जो sp2 बन जाता है संकरणित और एक p कक्षीय को वलय में π-श्लेषण के साथ अधिव्यापन करने के लिए छोड़ रहा है। यह एक विस्तारित वर्णमूलक बनाने के लिए तीन वलयों 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 श्रेणी में, अन्य आणविक संरचना में परिवर्तन के परिणामस्वरूप अन्य रंग परिवर्तन होते हैं; फेनोल्फथेलिन विवरण देखें।

सामान्य वर्णमूलक अवशोषण तरंग दैर्ध्य

कार्यात्मक समूह या यौगिक अवशोषण तरंगदैर्घ्य
ब्रोमोफेनॉल नीला (पीला रूप) 591 nm [9]
मैलाकाइट हरा 617 nm [10] (हरा)[11]
सायनिडिन 545 nm (नीला)
β-कैरोटीन 452 nm (नारंगी)


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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