Chromophore

Definition

• Chromophore sind bestimmte Gruppen in Molekülen, die das Absorptionsverhalten der Verbindung charakteristisch beeinflussen. Damit sind sie für die Farbe des Stoffes verantwortlich, wie es schon die Übersetzung ihres Namens anzeigt: chromos  ("Farbe") und phoros ("Träger").

Bemerkungen

• In ihm befinden sich anregbare π- und n-Elektronen; σ-Elektronen werden nicht angeregt, da die eingestrahlte Energie dazu zu gering ist. 
• Folglich tragen gesättigte Kohlenstoffketten nur in sehr geringem Umfang zur Lichtabsorption bei.
• Elektronen können durch die Anregung aus einem bindenden σ- oder π-Orbital in das jeweilige antibindende σ*- bzw. π*-Orbital, oder aus einem nichtbindenden n-Orbital in ein σ*- oder π*-Orbital übergehen.
• Es handelt sich dabei um Elektronenübergänge zwischen dem HOMO (highest occupied molecular orbital) und LUMO (lowest unoccupied molecular orbital). 
• Bedeutung in der Praxis haben chromophore Systeme, die nur aus π-Elektronen bestehen oder aus π- und n-Elektronen aufgebaut sind.

Konjugation

• Durch Konjugation wird die Möglichkeit energieärmerer Elektronenübergänge eröffnet, die zu einer Absorption in einem höheren Wellenlängenbereich führt. Die Abnahme der notwendigen Energie ergibt sich dadurch, dass durch Konjugation nun nicht mehr nur der Übergang vom π- ins π*-Orbital möglich ist, sondern nun auch z.B. der Übergang vom π₂- zum π₁*-Orbital. Da die einzelnen Orbitale nicht genau die gleiche Energie aufweisen dürfen, haben sie unterschiedliche Energieniveaus und so ist der letztgenannte Übergang energetisch günstiger als der Übergang z.B. vom π₂- zum π₂*-Orbital.

Auxochrome Gruppen

• Durch sogenannte auxochrome Gruppen wird die Elektronendichte des chromophoren Systems verändert, ohne seine Länge (wesentlich) zu beeinflussen. Die Veränderung der Elektronendichte führt zu einer Verschiebung des Absorptionsmaximums. Man unterscheidet sogenannte "Push-" und sogenannte "Pull-Gruppen". 
• Push-Gruppen weisen gut bewegliche Elektronen auf, sie erhöhen also die Elektronendichte in der Nähe des chromophoren Systems. Beispiele sind OH-, SH-, NH₂- und O^--Gruppen.
• Pull-Gruppen verringern die Elektronendichte des chromophoren Systems. Pull-Gruppen sind z.B. CO-, NO₂-, NH₃⁺- und CH₂⁺-Gruppen.
• Ihre Wirkung entfalten Pull-Gruppen nur in Verbindung mit einer Push-Gruppe. Man spricht dann von sogenannten Push-Pull-Systemen . Diese weisen einen sehr starken bathochromen Effekt auf.

Beispiele

Gruppe	Elektronenübergang	Absorptionsmaximum (Amax)	Farbtiefe (a)
C-H	σ <--> σ*	122 nm	1,0 · 104
C-C	σ <--> σ*	130 nm	1,0 · 104
-O-	n <--> σ*	167 nm	1,5 · 103
C=C	π <--> π*	165 nm	1,6 · 104
CC	π <--> π*	173 nm	8,0 · 103
C=O	n <--> π*	273 nm	14