生色团、助色团、红移和蓝移的定义
在分子光谱学和有机化学研究中,生色团、助色团、红移和蓝移是描述分子吸收光谱特征的核心概念,它们共同构成了分析分子结构与光学性质关系的基础。生色团是指分子中能够吸收紫外光或可见光波长通常在200-800nm范围内的不饱和基团。这类基团的共同特征是含有π键或非键电子n电子,通过电子跃迁如π→π*跃迁、n→π*跃迁等吸收特定波长的光,使分子呈现颜色或在光谱中产生吸收峰。常见的生色团包括碳碳双键、羰基C=O、硝基-NO₂、苯环等。
助色团是指本身不吸收紫外-可见光,但当与生色团相连时,能使生色团的吸收峰向长波方向移动即红移并增强吸收强度的基团。助色团通常含有孤对电子如-OH、-NH₂、-OR、-Cl等,这些孤对电子可与生色团的π电子发生共轭作用,降低电子跃迁所需的能量,从而改变吸收光谱的位置和强度。
红移,又称向红移动,是指分子吸收光谱的吸收峰位置向波长增加即长波方向,红端移动的现象。这种现象通常由生色团与助色团相连、共轭体系延长如共轭双键增加、分子中引入不饱和基团等因素引起,本质是电子跃迁所需能量降低,对应的吸收波长增大。
蓝移,又称向蓝移动,是指分子吸收光谱的吸收峰位置向波长减小即短波方向,蓝端移动的现象。蓝移通常由分子中空间位阻增大破坏共轭体系、溶剂极性降低、生色团周围环境改变等因素导致,此时电子跃迁所需能量升高,对应的吸收波长减小。
这四个概念通过分子结构与电子跃迁行为的关联,为析分子光学性质、设计功能分子如染料、荧光探针等提供了基础框架。
