БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ЦВ)

Лит.: Галеев Б. М., Проблема синэстезии в искусстве, в кн.: Искусство светящихся звуков. Сб. статей, Казань, 1973; Ванечкина И. Л., О «цветном слухе» А. Н. Скрябина, в сборнике: Материалы Всесоюзной школы молодых ученых по проблеме «Свет и музыка». (Третья конференция), Казань, 1975; Weliek A., Musikpsychologie und Musikasthetik, Fr./M., 1963.

Б. М. Галеев.

Цве'тности тео'рия,теория о связи цвета химических соединений с их строением. Ощущение цвета возникает при воздействии на зрительный нерв электромагнитных излучений с энергией в пределах от 2,5×10 -12до 5×10 -12 эрг (длины волн от 400 до 760 нм ) . При этом совместное действие электромагнитных излучений во всём указанном интервале (называется видимой частью спектра) вызывает ощущение белого света, а раздельное действие узких пучков излучений или совокупности излучений, оставшихся после изъятия (поглощения) некоторых из них,— окрашенного (см. табл.).

Поглощение света веществом описывается Бугера — Ламберта — Бера законом. Окраску вещества обычно характеризуют длиной волны l макс, при которой поглощение света максимально (см. также Поглощение света, Дополнительные цвета ) .

Смещение l макс(при изменении строения молекулы соединения) в сторону длинных волн, сопровождающееся изменением окраски от жёлтой к красной и далее к синей и зелёной, называется углублением цвета, или батохромным эффектом; смещение l максв сторону коротких волн — повышением цвета, или гипсохромным эффектом. Поглощение света приводит к возбуждению электронов молекул, и, в частности, молекул окрашенного вещества в видимой области спектра (l = 400—760 нм ) . Разность энергий основного и возбуждённого состояний определяет глубину окраски. Возбуждённое состояние молекул бесцветных веществ возникает при больших значениях энергий, чем в случае молекул окрашенных веществ. Из основных соотношения квантовой теории Е = hc/ l [ E —- энергия кванта излучения, h — Планка постоянная (6,62×10 -27 эрг/сек ) , с — скорость света (3×10 17 нм/сек )] следует, что энергию возбуждения молекул окрашенных веществ можно оценить в 35—70 ккал/моль.

Ц. т. возникла в связи с развитием химии синтетических органических красителей. Впервые зависимость между их строением и цветом исследовали К. Либерман и К. Гребе (1869). О. Витт предложил в 1876 т. н. хромофорную теорию, согласно которой за окраску органических соединений ответственны группы атомов, содержащие кратные связи, например —N=N—, —N=O. Эти группы были названы хромофорами (от греч. chroma — цвет и phorós —несущий). Р. Ниецкий и английский химик Г. Армстронг отметили (1888) исключительную роль хиноидных хромофоров. Значительное влияние на окраску органических веществ, согласно хромофорной теории, имели группы —ОН, —SH, NH 2—, C 6H 5O— и др., названные ауксохромами (от греч. auxo — увеличиваю). В. А. Измаильский пришёл в 1915 к выводу, что истинное строение красителей описывается не классической структурной формулой, а отвечает некоторому промежуточному состоянию, названному позднее мезомерным. Для этого состояния характерна делокализация связей и зарядов атомов в молекуле (см. Мезомерия ) . Особенно легко такая делокализация происходит в молекулах, содержащих систему сопряжённых связей в сочетании с расположенными на её концах электронодонорными и электроноакцепторными группами (см. Органическая химия, Сопряжение связей ) . Это сочетание, характерное практически для всех типов красителей, обусловливает как лёгкость поляризации молекул (вследствие смещения p-электронов по цепи сопряжения), так и перехода молекул в возбуждённое состояние. Первое определяет интенсивность поглощения света, второе — глубину окраски вещества.

В соответствии с указанными положениями, чем длиннее цепь сопряжения в молекуле вещества, тем глубже его цвет. Так, даже в ряду углеводородов C 6H 5—(CH=CH) n—C 6H 5l максвозрастает от 306 нм (при n = 1) до 403 нм (при n = 5).

Молекулы соединений, цепь сопряжения которых завершается электронодонорными и электроноакцепторными группами, окрашены глубже. Так, в ряду веществ типа I l максменяется от 312 нм ( n = 1) до 519 нм ( n = 3).

Увеличение поляризуемости концевых групп приводит к дальнейшему углублению окраски; так, для красителей типа II l максизменяется от 450 нм ( n = 0 ) до 760 нм ( n = 3).

Анализ структуры заместителей и пространственных факторов позволяет предвидеть их влияние на окраску соединений. Например, нарушение плоскостного строения молекул азокрасителей типа IIa вследствие выведения (CH 3) 2N-группы из плоскости бензольного кольца объёмным заместителем R сопровождается гипсохромным эффектом: l макспри переходе от R=Н к R=(CH 3) 2CH — смещается от 475 нм до 420 нм.

Пространственные затруднения в самой цепи сопряжения значительно изменяют характер поглощения. Так, если поворот одной части молекулы красителя относительно другой происходит по связи, близкой к простой ( а в III), то наблюдается гипсохромный эффект, если поворот происходит по связи более высокого порядка ( б в IV), то наблюдается батохромный эффект. Например, при замене R=Н на R=CH 3в III l максменяется от 528 нм до 467 нм, а в IV — от 521 нм до 542 нм.

Цвет красителей весьма чувствителен к введению в полиметиновую цепь полярных заместителей X, Y. Электронодонорные заместители в чётных положениях цепи сопряжения вызывают гипсохромный, электроноакцепторные — батохромный эффект. При введении тех же заместителей в нечётное положение происходит обращение эффекта. Например, для IVa при X = Y = Н l макс= 558 нм, при Х = Н, Y = OCH 3l макс= 495 нм; при Х = OCH 3, Y = H l макс= 586 нм. Большое изменение максимума поглощения наблюдается при образовании кольцевой системы.