Coniugazione dei cromofori e il loro legame con il colore
Il colore di una sostanza è il risultato dell’interazione tra radiazione luminosa e materia; le sostanze colorate contengono un gruppo cromoforo responsabile del loro colore. Una sostanza può assorbire tutta la luce visibile e apparire nera, rifletterla tutta e apparire bianca, oppure assorbirne alcune parti e rifletterne altre, dando luogo al colore risultante.
Gli artisti di tutti i tempi hanno mescolato i colori per dare un tocco personale alle loro opere, nulla è più bello dei colori naturali. Il giallo del tuorlo, il rosso dei pomodori, l’arancione delle carote, sono colori che ci accompagnano nella vita quotidiana. Sono dovuti alla presenza di molecole con caratteristiche uniche, perché tutto ciò che ci circonda è chimica.
Confrontando la molecola di luteina, dal caratteristico colore giallo, con quella del licopene, dal tipico colore rosso, e quella del β-carotene, di colore arancio, si può notare che sono caratterizzate dalla presenza di molti legami doppi.
L’influenza dei legami doppi coniugati
La presenza di numerosi legami doppi coniugati, anche se soddisfacente, non è da sola sufficiente a determinare la colorazione di una sostanza. Tra le caratteristiche di un gruppo cromoforo vi è la presenza di doppi legami coniugati. I composti contenenti doppi legami coniugati danno transizioni di tipo K o π→ π*.
In genere, nei dieni coniugati lineari, questa transizione avviene su lunghezze d’onda tra 215 e 230 nm, che si trovano al di fuori del campo della luce visibile. Quando la delocalizzazione è maggiore, ovvero quando c’è un maggior numero di doppi legami coniugati, l’assorbimento si sposta nel campo del visibile.
Ad esempio, la molecola di β-carotene, contenente 11 doppi legami coniugati, assorbe a una lunghezza d’onda di circa 470 nm, nella regione visibile dello spettro elettromagnetico, corrispondente al colore blu, e di conseguenza appare di colore arancio.
Non tutte le sostanze colorate contengono doppi legami coniugati, ma spesso presentano strutture più complesse, come la clorofilla, caratterizzata dalla presenza di un eterociclo porfirinico, o l’eme, formato da un anello porfirinico che lega al centro uno ione Fe2.