生色团又称发色团(chromophore),是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的基团。人们通常将能吸收紫外、
可见光的原子团或结构系统。在光学领域,生色团(chromophore)是颜色的载体,可以定义为分子实体中对光产生吸收作用的一个单元--原子或原子基团、或分子整体。而发光体或发色团(lumophore)、
荧光体(fluorophore)或磷光体(phosphore)是光的载体,可以定义为分子实体中发射荧光或磷光的一个单元--原子或原子基团、或分子整体。通常,发光体也同时是生色团,但生色团不一定是发光体。
传统的发光材料通常含有大芳环或π共轭体系作为发色团。然而,近年来越来越多的非常规系统被报道具有AIE特性。例如一些具有富电子原子(N、O、S、P)或基团(-C=O、-C=N-、-COOH)的非共轭结构的寡聚物和聚合物,在溶液中不发光,而聚集之后即可发光。于是,研究者提出了“簇聚诱导发光(clusteration-triggered emission)”概念,认为富含电子的原子或基团的电子云在聚集时重叠,分子内的运动受到聚集的限制,从而跃迁发光。
分吸收通常表现为n →π*和π→π*跃迁,因而吸收范围多在200~800nm之间。如果分子中含有两个或多个共轭的生色团时,分子对光的吸收移向长波方向,共轭体系越长,吸收光的波长越长,当物质吸收光的波长移至
可见光区域时,该物质就有了颜色。如果在同一分子内有几个发色团,或有称作助色团的另一基团存在时,则颜色往往较深。助色团是含孤对电子的基团,如
氨基、羟基和卤代基等。这些基团与生色团上的不饱和键作用,使颜色加深。
这类基团与不含非键电子的饱和基团成键后,使该分子的最大吸收位于200nm或200nm以上,
摩尔吸光系数较大(一般不小于5000)。简单的生色团由双键或叁键体系组成,例如,\u003eC=C\u003c,\u003eC=O,-N=N-,-C C-,-C N-等。分子结构的某些基团吸收某种波长的光,而不吸收另外波长的光,从而使人觉得好像这一物质"发出颜色"似的,因此把这些基团又称为"发色基团/发色团"。例如,
无机化合物颜料结构中有发色团,如
铬酸盐颜料是(
重铬酸根),呈黄色;
氧化铁颜料的发色团是 呈红色;
普鲁士蓝颜料的发色团是 呈蓝色。这些不同的分子结构对光波有选择性的吸收,反射出不同波长的光。
染料的颜色取决于其分子结构。按Wiff发色基团学说, 染料分子的发色体中不饱和共轭链( 如- C= C- 、- N = N - 、- N = O)的一端与含有供电子基(如- OH、- NH2)或吸收电子基(如-
二氧化氮、\u003eC = O ) 的基团相连, 另一端与电性相反的基团相连。化合物分子吸收了一定波长的光量子的能量后, 发生极化并产生偶极矩, 使价电子在不同
能级间跃迁而形成不同的颜色。一般来说,
染料分子结构中共轭链越长, 颜色越深;
苯环增加, 颜色加深; 分子量增加, 特别是共轭双键数增加,颜色加深。
例如苯的衍生物具有
可见光区
吸收带。这些衍生物显不的吸收带与其价键的不稳定性有关,如
对苯二酚为无色,当其氧化后失去两个氢原子,它的分子或则变为有黄色的对,这种产生颜色的醌式环就是发色团。若一种化合物含有几个环,只要其中有一个醌式环就会发出颜色,称此发色团为色原(chromogen)。
常利用
蛋白质含有的生色团进行光谱学检测,研究蛋白质性质。蛋白质主要的生色团为
色氨酸,
酪氨酸和
L-苯丙氨酸