Spektroskopia UV-VIS układów sprzężonych

Widzialny w promieniowaniu UV obszar widma elektromagnetycznego rozciąga się od 200 do 800 nm.

Związki organiczne ze sprzężonymi układami π silnie absorbują się w tym obszarze, powodując przejścia elektronowe.

Przypomnijmy, że 1,3-butadien ma cztery π orbitale molekularne. HOMO jest orbitalem wiążącym π zajmowanym przez dwa elektrony, a LUMO jest pustym orbitalem antywiążącym π*.

Absorpcja światła UV przy długości fali 217 nm promuje jeden elektron z HOMO do LUMO, co skutkuje przejściem π → π*.

Wykres intensywności absorpcji w funkcji długości fali daje widmo absorpcji 1,3-butadienu w promieniowaniu widzialnym w promieniowaniu UV, gdzie maksima absorpcji, λ_max, odpowiadają przerwie energetycznej HOMO-LUMO.

Co ciekawe, wraz ze wzrostem zakresu koniugacji, luka energetyczna HOMO–LUMO zmniejsza się, a λ_max przesuwa się do wyższych długości fal.

W układach silnie sprzężonych λ_max rozciąga się na obszar widzialny, nadając kolor cząsteczce.

Na przykład β-karoten, związek występujący w marchwi, ma 11 wiązań podwójnych. Silnie absorbuje przy 457 nm, który jest niebieskim obszarem widma widzialnego, ale odbija kolor uzupełniający i wydaje się pomarańczowy.