Molekülorbitale

Durch die Verbindung von Atomen zu einer Verbindung verschmelzen die Atomorbitale (AO) der beteiligten Atome zu Molekülorbitalen (MO), deren Energien von denen der Ausgangsorbitale verschieden sind. Speziell im Falle der organischen Chemie entstehen bei Kohlenstoff-Sigma-Bindungen aus zwei Kohlenstoff-AOs wiederum zwei MOs, von denen eines eine niedrigere, das andere eine höhere Energie als die Ausgangs-AOs besitzt. Das niedriger liegende MO wird von den beteiligten Elektronen besetzt und stellt das bindende MO dar, während das höherliegende MO unbesetzt bleibt.
Bei komplizierten organischen Verbindungen entsteht so eine Vielzahl von MOs, von denen viele leer sind, die aber energetisch nur um ein Geringes über den besetzten MOs liegen, sodaß - wiederum durch die Einstrahlung von sichtbarem Licht - Elektronen aus einem besetzten in ein unbesetztes MO angehoben werden können. Ein solcher Elektronenübergang führt zu einer sehr intensiven Färbung der Verbindung.

Zahlreiche organische Farbmittel verdanken ihre Färbung diesem Elektronenübergang zwischen MOs. Es läßt sich dabei feststellen, daß besonders einige immer gleiche oder ähnliche Struktureinheiten zu besonderer Farbigkeit führen, die sog. Chromophoren.
Da prinzipiell MOs auch in anorganischen Verbindungen vorhanden sind, führt dieser Mechanismus auch bei einigen anorganischen Farbmitteln zu der intensiven Farbigkeit, wie etwa der Übergang von Elektronen zwischen den MOs des Sulfid-Schwefels im Ultramarinblau, -rot und -violett.