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Sistemas conjugados

Ahora sabemos que los pigmentos absorben ciertas longitudes de onda de la luz y reflejan otras, pero, ¿por qué algunas moléculas tienen color y otras no?

La mayoría de las moléculas orgánicas solo absorben luz ultravioleta de alta energía porque la banda prohibida entre los orbitales moleculares es lo bastante grande.

En los pigmentos, la banda prohibida es lo suficientemente pequeña para que se absorba la luz visible. Las moléculas de pigmentos suelen contener grandes sistemas conjugados. Estos sistemas de orbitales moleculares conectados con electrones deslocalizados reducen la energía total de las moléculas y disminuyen las bandas prohibidas entre orbitales moleculares. Los sistemas conjugados se identifican por la presencia de enlaces simples y múltiples alternantes y pares de electrones no compartidos (por ejemplo, en el oxígeno o el nitrógeno).

Diagrama de un sistema conjugado. Seis átomos de carbono que forman una estructura hexagonal. Cada átomo de carbono tiene unido por enlace simple un átomo de hidrógeno que se extiende desde él. Dentro del hexágono, todos los demás átomos de carbono se unen por enlace doble, con un total de tres enlaces dobles en la estructura. Una flecha desde ambas estructuras apunta a un hexágono de seis carbonos con un círculo dentro, en vez de con tres enlaces dobles. Esta notación se usa para mostrar que la posición de los enlaces dobles es intercambiable dentro del hexágono. Por último, un colorido mapa de calor con bandas de colores distribuidas de manera uniforme, muestra que la densidad de electrones es más alta en el centro de la estructura y espaciada de manera uniforme por el hexágono, sin que ningún lado tenga mayor densidad que otro.

Esta imagen muestra un sistema conjugado muy simple. Los enlaces dobles alternantes pueden dibujarse en cualquier posición. En realidad, los electrones están deslocalizados y esparcidos por toda la molécula. El mapa de calor de colores representado a la derecha simboliza la distribución de los electrones en la molécula. El rojo se refiere a la densidad máxima de electrones.

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