Luz e cor (3) - O branco e o negro só diferem na luminosidade refletida

Em moléculas orgânicas, embora as ligações sejam feitas por orbitais s, p e seus híbridos, ainda valem as mesmas considerações feitas no artigo anterior sobre luz e cor. A energia requerida por elétrons capazes de excitação depende do orbital que esses elétrons ocupam. A energia requerida é menor (e, portanto, maiores comprimentos de onda, menos energéticos, serão adequados) quando duplas ligações ocorrem. Se uma série de duplas ligações duplas conjugadas (duplas intercaladas com simples ligações) está presente, a energia de excitação é ainda menor, a ponto de poder ser promovida pela luz visível - portanto, pode-se observar cor.

À medida que o comprimento do sistema de duplas ligações conjugadas aumenta, o comprimento de onda de máxima absorção também aumenta. Por exemplo, enquanto o antraceno (três anéis aromáticos lineares) é incolor, o naftaceno (4 anéis lineares) é laranja, (porque absorve parte do azul), e o pentaceno (5 anéis lineares) é azul, pois com um sistema conjugado maior, absorve luz de comprimentos de onda também maiores, de amarelo a vermelho:

Esses sistemas conjugados são muito comuns em pigmentos - por exemplo, na clorofila e nos carotenóides, como o beta-caroteno:

A formação de sistemas conjugados com heteroátomos como oxigênio ou nitrogênio (apresentando igualmente orbitais p conjugados) também é importante. A alteração de um único átomo pode alterar significativamente a cor de um composto, um fenômeno explorado no uso de indicadores ácido-base, como a fenolftaleína:

Na figura, a região destacada em verde é a responsável pela absorção da porção verde do espectro, o que faz com que a fenolftaleína tenha uma cor vermelho-púrpura, em meio básico.

Quando os sistemas de duplas conjugadas são muito grandes, a substância pode absorver uma larga faixa de comprimentos de onda. O resultado é um material escuro, porque absorve toda a luz, como no caso do carvão mineral ou do grafite:

Interessante, não? E já que falamos do negro, vamos a um último comentário, sobre o branco e preto: na verdade, nenhum dos dois é uma cor, mas sim uma mistura de cores. Ok, você pensa, a luz branca realmente tem todas as cores. Mas o negro?

Ora, os materiais mais escuros - por exemplo, fuligem - ainda refletem cerca de 20% da luz incidente. E isso em todos os comprimentos de onda (se não você veria alguma cor muito escura, como verde ou vermelho escuros, e não negro).

Já os brancos "mais brancos" refletem cerca de 90% da luz incidente, (absorvem cerca de 10%, em todos os comprimentos de onda). Logo, branco e negro são quase a mesma coisa, diferindo apenas na quantidade de luz refletida!