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编辑推荐

适读人群 ：本书可作为高等院校化学教育、应用化学等相关专业学生的专业拓展资料，也可作为科学教育专业、美术专业、自然科学等类学生的学习参考书，亦可供欲探究颜色的化学起源的师生或科研人员参考。
颜色科学是一门综合性科学，是研究颜色起源、颜色的光学作用、人类颜色的视觉规律、颜色测量的理论和技术的科学，涉及物理光学、化学、视觉心理学、视觉生理学、心理物理学等学科领域，它在化工、印染、颜料、涂料、建材、光源研制、照明工程、彩色印刷、彩色电视、电影、交通信号、照明、科学计量、军事伪装等方面均有广泛的用途，具有极高的实用价值。

我们生活在一个五彩缤纷的色彩世界里。那么多彩之水是如何产生的？节日五光十色的焰火是怎样制造出来的？极光是如何形成的？不同颜色的宝石是怎样形成的？色素的呈色与物质结构又怎样的关系？。。。。。。针对这样一系列问题，别着急，在书中作者会给你娓娓道来，通过尽量通俗的语言，以科学的态度教你了解颜色世界的神奇与奥秘，探知各种类型物质颜色产生的原因或机理，阐述物质的微观结构是怎样决定和影响它们的色彩。书中内容对于读者增加广博的知识，拓展眼界，关注自然，提高科学素养必将起到了积极的促进作用。

《颜色化学》是《大自然的色彩探秘》的姊妹篇，后者是关于颜色的科普读物，前者是从化学科学的角度来阐释颜色和色彩。本书可作为高等院校化学教育专业、应用化学专业等相关类本专科生的专业拓展资料，也可作为科学教育专业、美术专业、自然科学等类学生的学习参考书，亦可供欲探究颜色的化学起源的师生或科研人员参考。

内容简介

《颜色化学》是一本高等科普读物，适合所有与颜色相关领域读者对色彩理解的需求。颜色的形成有受多种因素的影响，如物质与光的相互作用，受光激发产生颜色，但内容还是物质本身的结构。书中介绍了颜色产生的原因，以科学的方式来阐述。内容编排与选取上，以化学键理论为主导，以物质结构为主线，以日常所见为具体实例，力争图文并茂，通过深入浅出的讲述，将难以理解的不同类型的化学键、原子分子结构与无数引人入胜的具体色彩实例结合起来，同时又将看似普通的颜色现象归结出深刻的微观结构根源。
本书可作为高等院校化学教育专业、应用化学专业等相关类本专科生的课外阅读材料，也可作为科学教育专业、美术专业、自然科学等类学生的学习参考书，亦可供欲探究颜色的化学起源的师生或科研人员参考。

作者简介

涂华民，河北师大化学与材料科学学院，教授，主要从事无机化学本科和研究生专业基础课的讲授，并从事无机化学相关领域的基础科研工作，重点侧重于新型功能材料与新能源方面的应用研究，对于分子生物无机化学及谱学分析技术方面有一定的基础。担任《光谱实验室》杂志编委，《光谱实验室》编委。目前在学校开设<颜色与化学>公开课程,深受学生喜爱.

内页插图

目录

第1章颜色概述001
1.1颜色是什么？002
1.2颜色产生的类型002
1.3颜色的命名003
1.4色卡图及颜色浅析004
1.4.1红色004
1.4.2橙色005
1.4.3黄色005
1.4.4绿色006
1.4.5蓝色007
1.4.6紫色007
1.4.7棕色008
1.4.8无彩色008
1.4.9独立色009
1.5物质显色的三要素009
1.5.1物体011
1.5.2光源013
1.5.3眼睛014
1.6同色异谱颜色020
1.7混色系统021
1.7.1光的三原色：RGB模式022
1.7.2印刷三原色：CMYK模式 024
1.7.3颜色的再现026
参考文献027
第2章分子振动产生的颜色028
2.1大量水与大块冰的颜色028
2.2卤素单质的颜色030
2.3单质硫燃烧的颜色033
2.3.1硫分子的几何构型与解离034
2.3.2硫分子的氧化机理036
2.3.3硫燃烧的颜色037
2.4硫化氢燃烧的颜色038
2.5氢气燃烧的颜色038
2.6有机化合物燃烧的颜色039
2.7小分子的振动与绿柱石的颜色040
2.8绿松石的颜色041
参考文献042
第3章简单激发产生的颜色044
3.1原子光谱044
3.2气体放电与霓虹灯颜色045
3.3元素的特征焰色与烟花046
3.4全属蒸气放电048
3.4.1低压钠灯和高压钠灯048
3.4.2汞灯048
3.4.3稀土三基色荧光灯049
3.4.4稀土卤化物灯050
3.4.5其他类型灯050
3.4.6电视机用荧光粉051
3.5原子激发与宇宙中的颜色现象051
3.5.1太阳光谱中的Fraunhofer谱线 051
3.5.2太阳色球与日冕053
3.5.3太阳风与极光053
3.5.4流星雨的色彩055
3.6等离子体显示原理与材料055
3.6.1单色等离子体显示材料 056
3.6.2彩色等离子体显示材料 056
参考文献057
第4章与能带及色心相关的颜色058
4.1金属的颜色058
4.1.1费米能060
4.1.2金属的态密度图与金属的颜色060
4.1.3合金的颜色063
4.1.4具有类金属外观的物质的颜色070
4.2绝缘体与半导体的颜色071
4.2.1能带模型071
4.2.2钻石076
4.2.3彩色钻石077
4.2.4离子晶体081
4.2.5色心与某些晶体的颜色082
4.2.6色心产生颜色的机理085
4.2.7色心在宝石改良中的应用086
参考文献089
第5章无机物颜色成因091
5.1化合物呈色的本质091
5.2无机物呈色原因简介092
5.2.1离子093
5.2.2气体分子094
5.2.3非金属单质095
5.2.4金属单质098
5.2.5无机化合物099
5.3形成化合物的外界条件对化合物颜色的影响130
5.3.1温度的影响130
5.3.2晶型的影响133
5.3.3聚集态对无机化合物颜色的影响133
5.3.4纳米材料的显色134
5.3.5溶剂效应137
5.3.6溶液pH值的影响137
5.3.7配位异构对配合物颜色的影响138
5.3.8混合物的颜色140
参考文献142
第6章颜色与有机分子结构144
6.1颜色-结构的定性关系148
6.1.1有色有机分子的分类148
6.1.2共轭体系中的π→π*跃迁与物质的颜色148
6.1.3微扰分子轨道理论151
6.1.4影响有机化合物颜色的因素152
6.2n→π*跃迁与有机化合物的颜色164
6.2.1影响n→π*跃迁的因素164
6.2.2羰基类化合物165
6.2.3亚氨基类化合物166
6.2.4偶氮类化合物166
6.2.5亚硝基类化合物167
6.3给电子-受电子发色体167
6.3.1部花青化合物170
6.3.2硝基受电子体172
6.3.3给电子体取代的醌类化合物175
6.3.4给电子体取代的偶氮型化合物176
6.3.5靛族染料和有关的发色体180
6.3.6两性离子发色体181
6.4非环多烯和环多烯体系发色体182
6.4.1非环多烯烃类发色体182
6.4.2多环苯型化合物184
6.4.3多环苯型烃的醌类衍生物186
6.4.4非苯型环交替体系——轮烯187
6.4.5非交替的多烯发色体188
6.5菁型发色体190
6.5.1氨基取代的二芳甲烷和三芳甲烷染料192
6.5.2氧杂菁、羟基芳基甲烷和有关的发色体194
6.5.3作为菁型发色体的硝基负离子196
参考文献197

精彩书摘

颜色无比神奇，人们可以用它来形容世间万物，也可以用它来抒发人最深沉的感悟，它给人类带来了无穷的乐趣。我们生活在一个色彩斑斓的世界，如晶莹的水晶、清澈的流水、闪亮的金属、绚丽的花朵、乌黑的煤、雪白的盐等，大自然演奏出和谐的色彩交响曲。人类语言中关于色彩的比喻不胜枚举，无不处处体现着人类与色彩的千丝万缕的联系。色彩促使人类接近大自然，色彩丰富人类的生活。然而，物质的颜色形成是一个很复杂的问题，一些物质的呈色常常有多种起因，影响因素很多，因此要想准确地预测某种化合物的颜色往往还是很困难的事情。

如何捕捉色彩游戏中闪烁着的想象的灵光？如何了解人类色彩世界中掩藏着的神秘、比喻和我们历史中的秘密？如何去领会各种色彩孤独的影像和色彩之间不安的律动？如何去理解和界定色彩意义所谱写的赞歌？

对于阳光照射的化合物，如果一种化合物能够吸收全部波长的光，则它呈现黑色；如果化合物完全不吸收而是全部反射，则它呈现白色。如果一种化合物能够将组成日光中的各种波长的光同等程度的吸收一部分，则它将呈现灰色。如果日光投射到透明的化合物上，物质完全不吸收而全部透过(或者等同吸收极少的一部分)，则该化合物呈现无色。如果化合物选择吸收可见光中某一波段的光，透过/或反射其余各波段的光，则此化合物将呈现所吸收光的补色。对于纯晶体而言，只有无色或有色，不存在白色；对于沉淀来说，不存在的颜色是无色。
化合物的分子结构是影响物质发色的内因，因为分子结构决定了物质对光的吸收特性，分子结构的变化会直接影响物质对光的吸收、反射或透射，物质所呈现的颜色便随之发生变化。化合物的状态及环境条件是影响物质颜色的外因，特定条件下，外因也可能直接决定物质的呈色。

制作焰火离不开火药，黑火药通常是由硝酸钾、硫黄、木炭的混合物组成的。此外，助燃剂、发光剂、发色剂、助响剂等是制作美丽焰火(烟花)的必备材料，助燃剂一般由镁铝合金、硝酸钾、硝酸钡等制成；发光剂是由铝、镁、钛等金属粉末制成；发色剂为一些金属盐类化合物，因为这些金属盐类在燃烧时会发出自己特色的光，化学上称为焰色反应。钠盐发黄光，钾盐发浅紫色光，锶盐燃烧发红光，钡盐发蓝绿光，铜盐发绿光，助响剂由氯酸钾、高氯酸钾等制成。
燃烧的木柴里的某些化学成分也会产生不同的颜色，火焰中含钠会发出明亮的黄光，含钙会放出深红色的光，有磷则会有绿光。柴火的温度比蜡烛火焰低，颜色看起来更偏橙色一些。但是因为其中有些碳粒，它们温度很高，会呈现出黄色，所以看到的是黄色火焰。
这些瑰丽多彩的焰火，就是利用碱金属和钙、锶、钡盐在灼烧时产生不同焰色的原理制造的。焰火中的主要材料有：木炭、硫黄等(燃烧剂)；硝酸钾(KNO3)，氯酸钾KClO3等[助燃剂(即氧化剂)]；镁粉、铝镁合金或铝粉等，这些金属粉末能够猛烈燃烧，放射出白炽光芒(发光剂)；发色剂是整个焰火的主角。焰火的绚丽色彩，全倚仗发色剂。发色剂其实是一些普通的金属盐类。每种金属盐都会在高温下，放射出自己固有的色彩光芒。例如：硝酸钠与碳酸氢钠会发出黄光；硝酸锶发出红光；硝酸钡发出绿光；铜盐把火焰染成翠绿色，碳酸铜、硫酸铜发出蓝光等。

二氧化铅(PbO2)常温下为棕褐色结晶或粉末，用于染料、火柴、焰火及合成橡胶的制造，还用于高氯酸盐、高压避雷器的制造。铅经过炼化，在不同反应条件下，特别是不同温度条件下，可以形成各种不同颜色的铅的氧化物，例如Pb2O(灰色)，PbO(黄红色)，Pb2O3(橘黄色)，PbO2(深棕色)，Pb3O4 (红铅，红色)。铅与氧的比例不同，还可能生成Pb4O5，Pb5O7，Pb5O8等，“炼化还成九光”是炼丹时由于火候不一、温度不同、氧化程度不一样而生成了各种不同颜色铅的氧化物的一种描述。由于S2离子比O2的变形性大，而O2又比OH离子的变形性大，所以硫化物的颜色较氧化物深，而多数的氢氧化物为白色(金属离子本身有色者除外)。

前言/序言

颜色比神奇，人们可以用它来形容世间万物，也可以用它来抒发人最深沉的感悟，它给人类带来了穷的乐趣。我们生活在一个色彩斑斓的世界，如晶莹的水晶、清澈的流水、闪亮的金属、绚丽的花朵、乌黑的煤、雪白的盐等，大自然演奏出和谐的色彩交响曲。人类语言中关于色彩的比喻不胜枚举，不处处体现着人类与色彩的千丝万缕的联系。色彩促使人类接近大自然，色彩丰富人类的生活。然而，物质的颜色问题是一个很复杂的问题，影响因素很多，一些物质的呈色常常有多种起因，因此要想准确地预测某种化合物的颜色往往还是很困难的事情。
如何捕捉色彩游戏中闪烁着的灵光？如何了解人类色彩世界中掩藏着的神秘和人类历史中的秘密？如何去领会各种色彩孤独的影像和色彩之间不安的律动？如何去理解和界定色彩意义所谱写的赞歌？
假如孩子提出“树叶为什么是绿色的？”你该如何回答？可能你会告诉孩子，这是树叶固有的性质；也可能你会告诉孩子这是因为树叶反射绿光而吸收其他所有颜色的光所致；还有可能的解释是把这种现象归因于叶绿素等特殊的化学物质的存在等。如果孩子进一步问道“为什么秋天时，一些树叶会变红（如香山的红叶），多数的树叶会变黄？”你能进一步给出说明吗？
色彩是个巨大的屏幕，它给作家、诗人、音乐家、画家、宣传家、教师、医生、工程师、艺术家和工匠等以活动的空间，所有人都能在色彩的镜子中看到自己，梳理自己的思想，回味自己的感受。最喜爱颜色的人，才是心地最纯洁、思想最丰富的人。
颜色科学是一门综合性科学，是研究颜色起源、颜色的光学作用、人类颜色的视觉规律、颜色测量的理论和技术的科学，涉及物理光学 、化学、视觉心理、视觉生理、心理物理等学科领域，它在化工、印染、颜料、涂料、建材、光源研制、照明工程、彩色印刷、彩色电视、电影、交通信号、照明、科学计量、军事伪装等方面均有广泛的用途，具有极高的实用价值。颜色科学包括光色和物质颜色，是研究颜色的生成、性质及应用的科学。
本书希望对多彩之水是如何产生的？物质燃烧火焰的颜色与哪些因素有关？极光是如何形成的？红宝石为什么是红色的？不同颜色宝石是怎样形成的？机化合物和有机化合物的呈色有何异同等等一系列问题进行探讨，讲述各种类型物质颜色产生的原因或机理，阐述物质的微观结构是怎样决定和影响它们的色彩。内容编排与选取上以化学键理论为主导，以物质结构为主线，力争图文并茂，通过深入浅出的讲述，把难以理解的不同类型的化学键、原子分子结构与数引人入胜的具体色彩实例结合起来，同时又将看似普通的颜色现象归结出深刻的微观结构根源。书中内容对于读者增加广博的知识，提高科学素养必将起到积极的促进作用。
在本书即将付梓之际，作者首先要感谢国内外不同领域里的专家学者，没有他们的优秀研究论文、独特的专著论述，本书的完成是难以想象的。其次要感谢化学工业出版社对本书的顺利出版所付出的大量心血，感谢化学工业出版社出版基金、河北师范大学出版基金的资助。最后还要感谢家人及亲朋好友的理解与支持，感谢所有对作者提供过帮助的老同学、同仁、师长、学友等！
本书在选材、论述等方面还存在不足之处，论述不准确、不深入、不全面皆受本人学识、知识水平所限，衷心期待广大读者、各位专家学者不吝赐教，批评指正。

涂华民
2017年3月于石家庄市博士专家楼

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