Spettroscopia UV-Vis di sistemi coniugati

La regione UV-visibile dello spettro elettromagnetico si estende da 200 a 800 nm.

I composti organici con sistemi π coniugati assorbono fortemente in questa regione, causando transizioni elettroniche.

Ricordiamo che l'1,3-butadiene ha quattro orbitali molecolari π. L'HOMO è un orbitale di π-legame occupato da due elettroni, e il LUMO è un orbitale di antilegame π* vuoto.

L'assorbimento della luce UV a 217 nm promuove un elettrone dall'HOMO al LUMO, determinando una transizione π → π*.

Un grafico dell'intensità di assorbimento in funzione della lunghezza d'onda fornisce lo spettro di assorbimento UV-visibile dell'1,3-butadiene, dove i massimi di assorbimento, λ_max, corrispondono al gap energetico HOMO-LUMO.

È interessante notare che, all'aumentare dell'entità della coniugazione, il divario di energia HOMO-LUMO diminuisce e λ_max si sposta verso lunghezze d'onda più elevate.

Nei sistemi altamente coniugati, λ_max si estende nella regione visibile, conferendo colore alla molecola.

Ad esempio, il β-carotene, un composto presente nelle carote, ha 11 doppi legami. Assorbe fortemente a 457 nm, che è la regione blu dello spettro visibile, ma riflette il colore complementare e appare arancione.