Substancja jest barwna w świetle widzialnym, gdy pochłania (absorbuje) część promieniowania z zakresu ok. 400–700 nm. To, jaką barwę widzimy, wynika z tego, jakie długości fal są pochłaniane, a jakie docierają do oka (barwa jest wtedy "dopełnieniem" pochłanianego zakresu).
W chemii organicznej kluczową rolę odgrywa układ sprzężonych wiązań π (sprzężenie). Im dłuższy i bardziej rozległy układ sprzężony, tym mniejsza jest różnica energii między poziomami elektronowymi odpowiedzialnymi za przejścia elektronowe. Skutkiem jest przesunięcie batochromowe, czyli przesunięcie pasma absorpcji w stronę dłuższych fal (z UV w kierunku widzialnego).
Dlatego w szeregu wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych obserwuje się trend: wraz ze wzrostem liczby skondensowanych pierścieni rośnie prawdopodobieństwo, że absorpcja "wejdzie" w zakres widzialny.
- Naftacen (większa liczba skondensowanych pierścieni, dłuższe sprzężenie) może absorbować w zakresie widzialnym, co skutkuje barwą własną.
- Naftalen ma krótszy układ sprzężony; jego absorpcja leży głównie w UV, więc w typowych warunkach jest postrzegany jako bezbarwny/biały.
- Antracen ma większe sprzężenie niż naftalen, ale zwykle nadal absorbuje przede wszystkim w UV (może wykazywać silną fluorescencję), więc nie musi być wyraźnie barwny w świetle widzialnym.
- Benzen ma najmniejszy układ π z podanych i absorbuje w UV, dlatego jest bezbarwny.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w odpowiedziach pojawiają się homologi WWA (benzen → naftalen → antracen → kolejne większe), a pytanie dotyczy barwy w widzialnym, zwykle poprawna jest cząsteczka o najdłuższym sprzężeniu.
