（4）实例解说发色假说《颜色-源来如此》
下面分别是酞菁蓝P.B.15、酞菁绿P.G.7和黄光酞菁绿P.G.36的图片及其分子结构：
酞菁绿P.G.7
这三种颜料都有类似的结构，都有一个酞菁环，属于铜酞菁（中间有个铜原子），都是颜色非常鲜艳，且稳定的颜料。不同的是酞菁绿的酞菁环中，苯上的氢被卤素（氯Cl或溴Br）取代。
酞菁蓝P.B.15：酞菁环中苯上的氢没有被取代。——蓝色
酞菁绿P.G.7：酞菁环中苯上的氢部分被氯Cl 取代。——绿色
黄光酞菁绿P.G.36：酞菁环中苯上的氢部分被氯Cl和溴Br取代。——黄相绿
下面通过发色原理解释为什么会这样。
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首先介绍发色原理中比较重要的一种发色假说：
发色团与助色团假说
发色团
发色团假说目前广泛用于解释有机化合物结构与颜色的关系。认为：有机化合物的颜色是因为分子含有大量的双键，这些双键称为发色团。
但这些双键发色团必须使有机化合物分子的 π键产生共轭形成大的共轭连通体系才能使化合物产生颜色。所以，不是所有的有机化合物含有发色团后就具有颜色。这些发色团一般要连接在芳香族基团上，才能使分子形成大的共轭连通体系。具有发色团的芳香族类化合物一般具有颜色。
简单来说，电子本来在双键或苯环的π键范围中自由运动，但如果两个π键靠近的话，这两个π键中的电子可以自由地在这两个π键的范围中自由运动，也就是说电子的运动范围扩大了。这就是共轭连通体系。
从下面两个分子亦可以发现，不同的发色团，颜色就不一样：
单键：
如果只有单键，也就是全部都是σ 键，σ 键中的电子发生跃迁所需要的激化能相当大 。它所需吸收的光子能量基本上是紫外和远紫外光谱，不能吸收可见光谱中的光量子。所以 只含有σ键分子的物质是没有颜色的。例如烷烃分子。
双键：
双键中不仅仅有σ键，还有π键，π 键中的电子发生跃迁所需要的激化能较小。它能够吸收能量比较低的可见光谱中的光量子，也就是最大吸收波长，所以我们能看到颜色，就是这个最大吸收波长的光的补色。下面示意图显示σ键电子和π键电子激发所需要的激发能大小对比。
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激发σ键需要的能量△E比激发π键少
在共轭双键体系中，共轭双键越长，共轭体系越大，则选择吸收的光线波长也越长，产生红移深色效应（分子最大吸收光的波长λ向长波移动 ） 。
因为对于共轭键，基态和激发态的共振电子结构数均随着共轭键中双键数的增加而增加，它们的能量将随双键的增加而下降，而且激发态比基态降低得多。因而激发能级间隔△E也随着双键的增加而减小，产生深色效应。
如下图，分子中，随着两个苯之间共轭双键的增加，分子颜色从无色到黄色到橙色到红色（红移，深色效应）：
可以这样理解，随着共轭双键的增加，π键中的电子的自由活动距离增大了，原子的原子核对电子的作用力也减弱了，电子如果先跃迁到更高的能级，需要摆脱原子核的作用力需要的能量就越少，所以吸收的光量子能量要求也减低，吸收的最大可见光波长就会增大（红移）。
助色团
如果一个有色有机物要作为染料或颜料来使用，单纯依靠增加共轭双键数来获得深色效应，不仅是有限度的，而且还会给染料或颜料的某些性质带来不利影响。
所以绝大多数的染料或颜料分子中都含有：
供电子基（助色基），如 -NR2（-R-N-R-）、-NH2（-H-N-H-） 、-OR等
吸电子基（生色基），如-NO2 （-O=N=O-）、-CN（-C≡N）等。
供电子基和吸电子基都是助色团。从字面也可以理解，这些基团有助于发色。下面是供电子基和吸电子基的异同：
异：
供电子基中原子通过单键相连（只有σ键），通过提供孤对电子共轭。
吸电子基中原子通过双键相连（含有π键），通过吸收π键电子进行共轭。
同：
通过共轭来减少激发能级间隔△E，从而减少吸收光量子能量，导致最大吸收波长红移。
供电子基（助色基）的特点之一是含有未共用电子对的原子，当它们被引入共轭体系时，这些基团上未共用电子对参与共轭体系，因形成p-π共轭而使共轭链延长，提高了整个分子中π电子的流动性，从而降低分子的激发能△E，促使化合物最大吸收光谱向长波方向移动，导致颜色加深。
助色基的助色效应决定于其供电子性，电离能（电负性）愈小，基团的供电性（给电子能力）就愈强，电荷转移（p-π共轭）过程所需的能量也就越少。其吸收带位置会更靠近长波端，使物质的颜色加深。例如：
上图分子下面的数字是该分子最大吸收光谱波长，五个分子说明助色基的助色效应次序为：
-NR2 ＞-NHR > -NH> -OH
吸电子基（生色基）引入共轭体系时，同样能参与共轭作用，使共扼体系中π电子的流动性增加（π电子流动的方向与给电子基恰恰相反），结果使分子激发能降低，化合物吸收光谱向长波方向转移，导致颜色加深。
例如：苯是无色的，但在苯环上引入亚硝基时，亚硝基苯就呈黄绿色。
不言而喻，如果在共轭体系中同时存在助色基和生色基的配合（供吸电子对共轭连的影响相一致），则对共轭体系中π电子流动性的影响将会更加强烈，分子激发能会大大降低，从 而促使有机化合物的最大吸收光谱显著地向长波方向转移，导致颜色的加深。例如：
第一个分子中只有单偶氮的发色团形成共轭体系，颜色是浅黄；
第二个分子中在单偶氮的基础上多了一个给电子基形成共轭体系，颜色变深——黄绿色；
第三个分子中在单偶氮的基础上多了一个给电子基和一个吸电子基形成共轭体系，颜色更深——橙色。
▽
由此可见，有机物分子中引入取代基，无论是给电子基还是吸电子基，还是增加双键的数量，只要能使原有机分子结构中的电子云密度重新分布，就会改变有机物由基态跃迁至激发态所需的激发能，导致颜色的变化。
记住，电子云密度变化得越大，电子跃迁需要的激发能就越小，因为电子摆脱电子核的作用需要的能量越小了。
酞菁蓝、酞菁绿和黄光酞菁绿
好了，通过上面的介绍，回过头来思考一开始提到的问题：
酞菁蓝P.B.15、酞菁绿P.G.7和黄光酞菁绿P.G.36这三种颜料都有类似的结构，都有一个酞菁环，属于铜酞菁（中间有个铜原子），都是颜色非常鲜艳，且稳定的颜料。不同的是酞菁绿的酞菁环中，苯上的氢被卤素（氯Cl或溴Br）取代：
酞菁蓝P.B.15：酞菁环中苯上的氢没有被取代。——蓝色
酞菁绿P.G.7：酞菁环中苯上的氢部分被氯Cl 取代。——绿色
黄光酞菁绿P.G.36：酞菁环中苯上的氢部分被氯Cl和溴Br取代。——黄相绿
我们知道，取代基氯Cl原子和溴Br原子有孤对电子，是给电子基，所以氯Cl原子或溴Br原子取代了酞菁环中苯上的氢，通过给电子来影响电子云密度重新分布，所以有机分子最大吸收波长会红移，颜色变深。
我们知道酞菁蓝是蓝色的，是因为其最大吸收波长为600nm（橙）左右，所以我们看到的颜色是最大吸收波长的补色，也就是180°对角的位置，即蓝色，如下图的位置①处。
如果取代基氯Cl原子或溴Br原子的存在会导致红移，最大吸收波长增大，往大于600nm的方向移动（如下图，从Y黄移向R红，）由于我们看到的颜色是被吸收的波长的补光的颜色， 所以我们看到的颜色也就是色相环180°对角的位置，也就是看到的颜色从B蓝往C青的方向变化。
所以有氯Cl原子或溴Br原子取代基的酞菁蓝颜色就会偏向青色和绿色，成为酞青绿。
但是氯Cl原子和溴Br原子的给电子能力是有区别的：
氯Cl原子的电负性高，给电子能力较溴Br原子弱，溴Br原子的给电子能力较强。
所以含有溴Br原子取代的酞菁绿最大吸收波长的偏移程度，要比只含有氯Cl原子取代的酞菁绿偏移程度要多——所以有溴Br原子取代的酞菁绿更黄。
这就是为什么黄光酞菁绿P.G.36比酞菁绿P.G.7黄的原因。
最后说说黄光酞菁绿
以前人们采用与黄色颜料相拼的方式来制得带黄色调的绿色，但是时间一久，黄色颜料由于耐晒牢度差而褪色，因而使得着色品的颜色变得很难看而有损于制造或使用该制品的企业的形象。此 外许多黄色颜料一般不适用于食品包装材料的着色，因为它多多少少具有一定的毒性。黄光酞菁绿就不同了，它不但以它那独特而又经久不褪的色彩给高品位的用户留下深刻的印象，而且又能满足用于食品包装的需要 ，因而倍受用户欢迎。
——《高级有机颜料品种——黄光酞菁绿》
总结
发色原理中比较重要的一种发色假说：发色团与助色团假说；
连接在芳香族基团上的双键才是发色团；
也可以通过添加助色团来进行共轭来进行发色
参考资料
《有机物的颜色与分子结构的关系》王如定
《有机物的分子结构与颜色》赵文宪
《有机颜料品种与应用》沈永嘉
《高级有机颜料品种——黄光酞菁绿》柳波 严宏宾 沈永嘉 董黎芬 倪彩英
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