有機物的顏色是如何表現出來的？

實驗室里的有機物有各種顏色，顏色的呈現除了由於電子躍遷時產生的色帶外，還有別的因素使有機物呈現顏色嗎？

如@金晨羽 在評論中所說，顏色是個複雜的問題，整天和各種顏色的有機物打交道，我嘗試回答一下吧。說得不好的地方，還請批評指正。

概括地說，顏色主要來源於兩個方面，吸收和發射。

通常來說，不僅僅有機物，生活中所見的大多數物質的顏色都是來源於吸收的。就有機物來說，通常吸收光子之後，分子會從低能態躍遷到高能態（當然也可以理解為電子從低能級向高能級躍遷），對於大多數有機物，通常是以基態向單線態第一激發態（S0-&>S1）躍遷為主的（也就是電子從HOMO躍遷到LUMO）。當然，正如紫外-可見吸收光譜所呈現的，分子的吸收光譜並不是原子吸收光譜那樣的銳線光譜，而是一個譜帶。這是由於分子的振動轉動能級存在引起的。與此同時，需要多分子的吸收譜（甚至是在可見光區）也不一定是由單一的S0-&>S1譜帶貢獻的，還可能存在基態向更高能態躍遷的貢獻。

另一方面，出於高能態的分子還需要回到基態，這個過程可以有多種途徑實現。首先，可以通過直接輻射躍遷實現，也就是熒光發射，如果熒光落在可見光波段，那就對物質的顏色有貢獻了。其次，可以通過系間竄越到達三線態，再有經過輻射躍遷回到基態，那就是磷光發射了。同時還可以發生非輻射的振動弛豫或者內轉換，這就不對顏色有貢獻。放一張Jablonski圖在這兒，對這些過程解釋得很清楚了。

吸收和發射光譜收到很多因素的影響，包括溶劑（溶劑化會改變不同能態的能量）、濃度（高濃度下會發生熒光的自吸收和自淬滅）、分子的自組裝行為（相互靠近的生色團之間存在能量轉移）、雜質的影響，具有多個生色團的分子，也會存在分子片段之間的能量轉移，引起發射光譜的變化。對於更複雜的配位化合物，除了分子不同能態之間躍遷，配體向中心原子、中心原子向配體、配體（或中心原子）之間的電荷轉移，這些都會引起分子對光的響應。

對於固體材料，顆粒的尺寸也會影響到材料的顏色。對於納米量級尺度的材料，其吸收還收到量子尺寸效應的影響，這一影響主要來自於費米能級附近帶隙變寬或能帶不再連續。還有一個需要考慮的因素是散射，對於與可見光的波長相當的顆粒，可見光就有可能發生散射，通常情況下波長更長的紅光能夠透過而波長較短的藍光則會發生散射，這也就是天空的藍色和膠體溶液淡藍色乳光的來源。