化合物の色と構造の関係

質問

赤色が赤色として見える理由ってのは
その物質が赤色以外のの光を吸収し
赤色の光だけ反射するからですよね

では、赤色に見える化合物があったとして
それがなぜ赤色に見えるのでしょうか？
特定の構造を持っているため
その波長の光は吸収できないからですか？

よろしくお願いします

回答No.1

hirokazu5 · ベストアンサー

基本的に、お説のとおりでよろしいと思われます。
具体的に説明するとなると難しいですが、原子配列の格子間隔と光の波長の関係とかになるのかな？

あともう一つ大事なのは、その物質に当たっている光に赤い成分が含まれているという点です。
白色光であっても、プリズムとかで分光すれば赤い光は出てくるわけですから。
極端には、いわゆる赤い物質に、青色単波長レーザーを当てたところで、これは赤く見えないでしょう。

回答No.3

DexMachina

赤い物質、例えばpH指示薬のメチルレッドの水溶液が赤く見えるのは、No.2の方も回答されている通り、緑色光を吸収しているため、人間の目ではその補色に当たる赤色に見える、ということになります。
(注 : ここでの「赤」「緑」は、ともに原色というわけではありません)

では、なぜ緑色光だけの吸収が起きるかというと・・・

光の吸収は、その物質の中にある電子が、
　　最も安定な電子軌道にある「基底状態」から、
　　エネルギーの大きい(＝不安定な)別の電子軌道への「励起状態」
へと遷移することによって起こります。
(よりエネルギーの大きい電子軌道に電子が移動するのに、光エネルギーが使われる)

ところが、この電子軌道は、いわば階段状に不連続になっています。
そのため、光エネルギーが、上の軌道に移動できるエネルギーと等しければ、遷移するためのエネルギーとして使えるのですが、それより低いと使うことができません。
(大きいエネルギーの場合は、使えることもあれば、使えないこともある)
階段の譬えでいえば、その段差よりも小さいエネルギー(＝脚の上げ幅)では上の段に登れない、ということです。

この結果、その物質が吸収できるのは、「基底状態と遷移状態の間のエネルギー差」に相当する光に限られます。
従って、その物質が赤く見えるとしたら、それはその物質の基底状態と励起状態の間には、(赤と補色の関係にある)緑色光のエネルギーに相当するだけのエネルギー差があるためだ、ということになります。

なお、参考になりますが、炎色反応の場合は、炎の熱エネルギーで電子が励起した後、その電子が基底状態に戻るとき、そのエネルギー差に相当する光を発しています。
(上の場合と逆)
この場合は、「赤色に見える＝赤色光を発している」となり、補色は関係しません。
・・・ややこしいですね。

回答No.2

inorganicchemist

ん～　ある化合物があったとして、そのものが
「赤色以外の光を吸収する」っていう場合はあまりありません。
それよりは特定の色、例えば緑色を選択的に吸収する　といった場合がほとんどです。

これはこの緑色の波長に対応するエネルギー（光の波長が決まるとその光子のもつエネルギーは自動的に決まります）が化合物中の何らかの過程で消費されるからです。

んで、光源が白色光ですと緑色の欠けた白色光が人間の目に飛び込んできます。人間の目には色素が3種類あって、それぞれ主に感応する光の波長が異なっています。ここに緑色が欠けた白色光がくると人間の目は
　「緑色が欠けた白色光＝赤色の光」
と認識します。この関係を補色といいます。

化合物が光を吸収するときの波長選択性は特に可視光領域だとかなり狭いはずです。