12.8 : Spectre UV-Visible

Lorsque la lumière traverse une substance, une partie de la lumière est absorbée tandis que le reste est réfléchi ou transmis. Si la molécule absorbe la lumière entre les longueurs d'onde de 180 à 400 nm, on obtient le spectre UV, et si elle absorbe la lumière dans la gamme de longueurs d'onde de 400 à 780 nm, on obtient le spectre visible.

Le spectre UV-Visible d'une molécule est le tracé de son absorbance en fonction de la longueur d'onde. Le tracé est tracé en prenant l'absorptivité molaire (ɛ) ou log ɛ sur l'axe des y (ordonnée) et la longueur d'onde sur l'axe des x (abscisse). Les valeurs d'absorptivité représentent l'absorption de la lumière par la molécule et ne peuvent pas dépasser 100 pour cent. Lorsque l'absorptivité est tracée en fonction de la longueur d'onde, la longueur d'onde à laquelle la molécule présente l'absorptivité maximale est appelée λmax. Comme l'absorption se produit à une large longueur d'onde, on l'appelle souvent une bande d'absorption plutôt qu'un pic unique.

Les pics du spectre UV-Visible varient en hauteur et en largeur en fonction de la structure moléculaire, des transitions électroniques et des interactions des solvants.

• Structure moléculaire: Différentes structures, comme les doubles liaisons conjuguées (alternance de liaisons simples et doubles), ont des écarts énergétiques plus petits entre leurs orbitales moléculaires. Cela signifie qu'elles absorbent la lumière à des longueurs d'onde plus longues, souvent dans la gamme visible. En conséquence, la structure de la molécule peut décaler le pic vers des longueurs d'onde plus élevées ou plus basses et modifier son intensité.
• Transitions électroniques: Diverses transitions électroniques (par exemple, π → π*, n → π*) absorbent la lumière différemment, ce qui influence la force du pic. Les molécules avec des liaisons π (pi) ou des paires d'électrons non liantes (n) peuvent présenter plusieurs types de transitions, conduisant à différents pics ou bandes dans le spectre.
• Effets du solvant: Le solvant dans lequel la molécule est dissoute peut également affecter le spectre. Lorsqu’une molécule interagit avec un solvant, cela peut modifier son environnement électronique, stabilisant ou déstabilisant parfois certaines orbitales moléculaires. Cet effet de solvant peut provoquer des décalages dans la position du pic et peut modifier son intensité.

Ces facteurs entraînent souvent des bandes élargies au lieu de pics uniques, reflétant le comportement complexe de la molécule dans différentes conditions.