Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Kemi

Hvad er kravet om, at et molekyle skal være UV -aktivt?

Et molekyle betragtes som UV -aktivt, hvis det kan absorbere ultraviolet (UV) stråling. Denne absorption opstår, når energien fra UV -fotoner matcher energiforskellen mellem elektroniske energiniveau inden for molekylet. Her er de vigtigste krav:

1. Tilstedeværelse af kromoforer:

* kromoforer er funktionelle grupper inden for et molekyle, der har et system med konjugerede dobbelt- eller tredobbeltbindinger. Disse konjugerede systemer muliggør delokalisering af elektroner, hvilket skaber molekylære orbitaler med energiniveauet tæt nok til at blive begejstret ved UV -stråling.

* Eksempler: Carbonyl (C =O), alken (C =C), aromatiske ringe (benzen) og nitrogrupper (-no2).

2. Passende elektroniske overgange:

* UV -absorption opstår, når en elektron overgår fra et lavere energiniveau (jordtilstand) til et højere energiniveau (ophidset tilstand).

* Energiforskellen mellem disse niveauer skal svare til energien fra UV -fotoner.

* De mest almindelige UV -overgange er:

* σ → σ*: Elektroner i en Sigma -binding (enkeltbinding) er glade for en antibonding Sigma Orbital. Denne overgang kræver høj energi og forekommer i den fjerne UV -region.

* n → σ*: Elektroner i en ikke-bonding orbital (f.eks. Enlige par) er glade for en antibonding Sigma Orbital. Denne overgang forekommer også i den fjerne UV.

* π → π*: Elektroner i en PI -binding (dobbelt- eller tredobbelt binding) er glade for en antibonding Pi -orbital. Denne overgang forekommer i den nærmeste UV -region og er den mest almindelige type, der er ansvarlig for UV -absorption.

3. Konjugeringsgrad:

* Forøget konjugering: Et større system med konjugerede dobbeltbindinger fører til et mindre energigap mellem de elektroniske niveauer. Dette resulterer i absorption af UV -lys med lavere energi (længere bølgelængde).

* Eksempel: Benzen (6 konjugerede PI -elektroner) absorberer ved en længere bølgelængde end ethylen (2 konjugerede PI -elektroner).

4. Molekylær struktur:

* Visse molekylære strukturer kan forbedre UV -absorptionen.

* planaritet: Plane molekyler med konjugerede systemer giver mulighed for maksimal overlapning af P -orbitaler, hvilket øger delokaliseringen af ​​elektroner og fremmer UV -absorption.

* stivhed: Stive molekyler med faste konformationer har en tendens til at være mere UV -aktive end fleksible molekyler.

Sammenfattende er et molekyle UV -aktivt, hvis det indeholder kromoforer, kan gennemgå passende elektroniske overgange og har en struktur, der fremmer konjugering og planaritet.

Bemærk: UV -absorption er et kvantitativt fænomen. Intensiteten af ​​UV -absorption er relateret til koncentrationen af ​​analytten og sti -længden af ​​UV -strålen. Dette forhold er beskrevet af Beer-Lamberts lov.

Varme artikler