UV-Vis-Spektroskopie konjugierter Systeme

Der UV-sichtbare Bereich des elektromagnetischen Spektrums erstreckt sich von 200 bis 800 nm.

Organische Verbindungen mit konjugierten π Systeme absorbieren in diesem Bereich stark und verursachen elektronische Übergänge.

Es sei daran erinnert, dass 1,3-Butadien vier π Molekülorbitale hat. Das HOMO ist ein π-Bindungsorbital, das von zwei Elektronen besetzt wird, und das LUMO ist ein leeres π* Antibindungsorbital.

Die Absorption von UV-Licht bei 217 nm fördert ein Elektron vom HOMO zum LUMO, was zu einem π → π* Übergang führt.

Ein Diagramm der Absorptionsintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge ergibt das UV-sichtbare Absorptionsspektrum von 1,3-Butadien, wobei die Absorptionsmaxima λ_max der HOMO-LUMO-Energielücke entspricht.

Interessanterweise verringert sich mit zunehmendem Ausmaß der Konjugation die HOMO-LUMO-Energielücke und λ_max verschiebt sich zu höheren Wellenlängen.

In hochkonjugierten Systemen erstreckt sich λ_max in den sichtbaren Bereich und verleiht dem Molekül Farbe.

Zum Beispiel hat β-Carotin, eine Verbindung, die in Karotten vorkommt, 11 Doppelbindungen. Es absorbiert stark bei 457 nm, dem blauen Bereich des sichtbaren Spektrums, reflektiert aber die Komplementärfarbe und erscheint orange.