12.8 : УФ-Видимый спектр

Когда свет проходит через вещество, часть света поглощается, а остальной свет отражается или проходит. Если молекула поглощает свет в диапазоне длин волн 180–400 нм, получается УФ-спектр, а если она поглощает свет в диапазоне длин волн 400–780 нм, получается видимый спектр.

Спектр УФ-Видимого излучения молекулы представляет собой график ее поглощения в зависимости от длины волны. График строится путем отображения молярной поглощательной способности (ɛ) или log ɛ на оси ординат и длины волны на оси абсцисс. Значения поглощения представляют поглощение света молекулой и не могут превышать 100 процентов. Когда поглощение отображается в зависимости от длины волны, длина волны, на которой молекула показывает максимальное поглощение, называется λmax. Поскольку поглощение происходит в диапазоне длин волн, его часто называют полосой поглощения, а не одним пиком.

Пики в спектре УФ-Вимого излучения различаются по высоте и ширине в зависимости от молекулярной структуры, электронных переходов и взаимодействий с растворителем.

• Молекулярная структура: различные структуры, такие как сопряженные двойные связи (чередующиеся одинарные и двойные связи), имеют меньшие энергетические зазоры между их молекулярными орбиталями. Это означает, что они поглощают свет на более длинных волнах, часто в видимом диапазоне. В результате структура молекулы может смещать пик в сторону более высоких или более низких длин волн и изменять его интенсивность.
• Электронные переходы: различные электронные переходы (например, π → π*, n → π*) поглощают свет по-разному, влияя на силу пика. Молекулы с π (пи) связями или несвязанными (n) электронными парами могут демонстрировать несколько типов переходов, что приводит к различным пикам или полосам в спектре.

Влияние растворителя: растворитель, в котором растворена молекула, также может влиять на спектр. Когда молекула взаимодействует с растворителем, она может изменять электронное окружение молекулы, иногда стабилизируя или дестабилизируя определенные молекулярные орбитали. Этот эффект растворителя может вызывать сдвиги в положении пика и может изменять интенсивность пика.

Эти факторы часто приводят к расширенным полосам вместо отдельных пиков, отражая сложное поведение молекулы в различных условиях.