Assorbimento della radiazione visibile: il colore

Assorbimento della radiazione e il colore: teoria e applicazioni

L’assorbimento della radiazione visibile è responsabile della percezione del colore per gli oggetti in cui avviene questo fenomeno. Quando un corpo assorbe un gruppo di radiazioni dello spettro visibile, appare colorato e il suo colore è determinato dalla combinazione di tutte le radiazioni trasmesse. Ad esempio, quando la frequenza della luce visibile incidente è uguale alla frequenza di risonanza delle particelle che costituiscono una sostanza, questa assorbe la radiazione incidente e appare colorata. Tale fenomeno può essere descritto secondo il modello quantomeccanico dell’atomo e della radiazione, in cui avviene l’assorbimento di un quanto di energia da parte della particella, con conseguente eccitazione di uno o più elettroni a un livello energetico più elevato.

Le analisi delle radiazioni che attraversano un sistema di particelle atomiche gassose hanno mostrato che, mentre la maggior parte delle radiazioni rimangono inalterate, l’intensità di alcune radiazioni a determinate frequenze diminuisce. Questo fenomeno è noto come “spettro di linee di assorbimento” e indica l’assorbimento di determinate radiazioni dal sistema di particelle, con l’energia di queste radiazioni utilizzata per consentire al sistema di passare a un livello energetico più elevato.

Nei sistemi più complessi, come le molecole gassose, le sostanze liquide e solide, si osserva uno “spettro di bande” dove le bande di assorbimento si slargano. Il colore di una sostanza è determinato dall’assorbimento selettivo di radiazioni di determinate lunghezze d’onda e è dovuto alla combinazione delle radiazioni non assorbite. Ad esempio, se un composto è rosso, significa che assorbe bande di assorbimento nella zona dello spettro caratteristica delle radiazioni verdi e blu, mentre è trasparente nella zona del rosso.

Il colore di un composto dei metalli di transizione dipende dalla natura degli atomi che lo circondano e dalla loro geometria di coordinazione. Ad esempio, il colore rosa del composto Co(ClO₄)₂· 6 H₂O è dovuto alle proprietà elettroniche dello ione ottaedrico [Co(H₂O)₆]²⁺. Inoltre, le transizioni elettroniche, responsabili del colore delle sostanze che contengono elementi con elettroni esterni s o p, possono anche essere interpretate come un trasferimento di un elettrone dall’anione al catione, dando luogo a un assorbimento dovuto a trasferimento di carica.

In sintesi, il colore di una sostanza dipende dall’assorbimento selettivo delle radiazioni visibili, determinato dalla struttura dei livelli energetici del materiale. La comprensione di questi fenomeni è fondamentale in diversi campi, tra cui la chimica, la fisica e l’ottica.