Почему сгоревшая еда чернеет?
Большая часть органических веществ состоит из углерода и других элементов, включая кислород, водород, азот, фосфор и т.д. Когда вы сжигаете пищу, она обычно чернеет, так как присутствующий в ней углерод также подвергается горению.
Однако это еще не вся картина. Во-первых, подгоревшая пища — это не всегда буквально уголь. Когда продукты долгое время находятся на плите, вещества в их составе будут разлагаться, распадаться и испаряться. Иногда этот процесс ведет к карамелизации (если пища содержит только углеводы), либо реакции Майяра (если пища содержит аминокислоты и сахара). Последний процесс заставляет пищу становиться румяной!
Также не всегда сжигание органических веществ приводит к образованию именно угля черного цвета. Не все формы углерода являются черными, и самый красивый пример этому — алмаз! Это чистый углерод, и его цвет прямо противоположен черному.
Цвет зависит от того, как световые лучи взаимодействуют с предметом. Когда лучи света попадают на объект, они могут отражаться, преломляться, рассеиваться или поглощаться. Какой цвет (свет) поглощается объектом, полностью зависит от его атомной структуры.
Атом углерода имеет четыре валентных электрона (находящиеся на внешней оболочке атома). Каждый атом углерода в алмазе связан с четырьмя другими атомами углерода, а, например, в графите (аллотропный углерод) каждый атом связан только с тремя другими. Дополнительные электроны, которые не участвуют в образовании каких-либо связей, остаются делокализованными.
Алмаз блестит, потому что его атомы углерода образуют правильную, хорошо упорядоченную решетку, поэтому он поглощает мало частот света. Следовательно, алмаз почти не поглощает/не рассеивает свет в видимом спектре, поэтому он и кажется прозрачным и блестящим. Графит не имеет такой упорядоченной структуры, как алмаз, и в нем присутствуют свободные делокализованные электроны, поэтому он поглощает/рассеивает более широкий диапазон частот, включая цветной свет.
А что насчет еды? Выше мы уже говорили о том, что во время приготовления еда теряет определенные вещества. При горении она превращается в аморфный углерод без кристаллической структуры. Поэтому она поглощает/рассеивает весь падающий на нее видимый свет, как и графит.
Румяный хлеб легко может стать кусочком черного уголька, но почему?