El efecto batcrómico (del griego βαθύς bathys, «profundo»; y χρῶμα chrōma, «color»), también conocido como desplazamiento batocrómico, es un fenómeno que consiste en el desplazamiento del espectro de absorción, reflectancia, transmitancia o emisión de una sustancia hacia longitudes de onda de mayores, o lo que es lo mismo, hacia longitudes de onda de menor energía.
Como el colo rojo tiene la mayor longitud de onda en el espectro visible, también es frecuente que se denomine desplazamiento al rojo, aunque el efecto batocrómico no se limita al espectro visible. El fenómeno contrario, el desplazamiento hacia longitudes de onda menores o de mayor energía, se denomina efecto hipsocrómico o desplazamiento al azul. No se debe confundir con corrimiento al rojo (redshift), un fenómeno producido por el efecto Doppler sobre todo utilizado en el ámbito de la astronomía.
El efecto batocrómico se puede deber a numerosas causas que afectan a las condiciones del entorno en el que se encuentra la sustancia. Por ejemplo, cambios en la polaridad del disolvente o cambios en el pH. También se puede deber a cambios estructurales a nivel molecular o series obtenidas de sustituciones y adiciones moleculares.
Cuándo una sustancia absorbe energía, algunos de sus electrones suben de nivel energético, pasan del HUMO (Highest Occupied Molecular Orbital) al LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital), lo que se suele referir como el cambio de un estado basal a un estado excitado.
Aquellos cambios que disminuyan la diferencia de energía entre HUMO y LUMO harán disminuir la energía de la radiación absorbida, es decir, aumentarán la longitud de onda del espectro de absorción. Por ejemplo, los sistemas conjugados absorben en mayores longitudes de onda que los sistemas no conjugados debido a este efecto. Si comparamos una serie de hidrocarburos simples con dobles enlaces, se puede observar como hay un desplazamiento batocrómico a medida que aumenta el número de orbitales conjugados:
Otro ejemplo lo tenemos en la fenolftaleína, una sustancia que cambia de color a partir de pH 8.2 por un cambio en su estructura que hace que todos sus anillos aromáticos formen un sistema π conjugado:
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Corrimiento al rojo por efecto Doppler
El corrimiento al rojo por efecto Doppler se debe al desplazamiento del espectro de emisión hacia longitudes de onda mayores respecto al espectro emitido por la fuente. A diferencia del efecto batocrómico descrito anteriormente, no hay un cambio en el espectro emitido por la sustancia sino que el cambio se produce posteriormente.
El corrimiento al rojo se produce por varios mecanismos, entre ellos los tres más comunes:
- Alejamiento del objeto respecto al observador
- Expansión métrica del espacio
- Corrimiento al rojo gravitacional, o efecto Eisntein, que se debe a la expansión del tiempo en las cercanías de objetos muy masivos
Aunque el efecto Doppler tiene muchas aplicaciones, por ejemplo el Radar Doppler, una de sus aplicaciones más destacadas es la determinación del movimiento de galaxias y otros objetos del universo distante. Estos objetos se alejan rápidamente de la Tierra y, en consecuencia, las longitudes de onda que emiten se van alargando respecto a nosotros, se van estirando, similar a lo que ocurre con el sonido emitido por una fuente en movimiento.
