12.8 : طيف الأشعة فوق البنفسجية - الطيف المرئي

عندما يمر الضوء عبر مادة ما، تمتص المادة جزء منه وتقوم بعكس أو تمرير الجزء المتبقي. إذا امتص الجزيء الضوء بين أطوال موجية تتراوح بين 180-400 نانومتر، يتم الحصول على طيف الأشعة فوق البنفسجية، وإذا اُمتص الضوء في نطاق أطوال موجية تتراوح بين 400-780 نانومتر، يتم الحصول على الطيف المرئي.

طيف الأشعة فوق البنفسجية والطيف المرئي لجزيء ما هو الرسم بياني المعبرعن امتصاصه مقابل طوله الموجي. يتم رسم الرسم البياني عن طريق أخذ القيم المولية للامتصاصية (ɛ) أو لوغاريتم ɛ على المحور y (المحور الصادي) والطول الموجي على المحور x (المحور السيني). تعبر قيم الامتصاص عن امتصاص الضوء بواسطة الجزيء ولا يمكن أن تكون اكثر من 100 بالمائة. عندما يتم رسم الامتصاص مقابل الطول الموجي، فإن الطول الموجي الذي يُظهر عنده الجزيء أقصى امتصاص للضوء يسمى λmax. نظرًا لأن الامتصاص يحدث عند مدى واسع للاطوال الموجية، فإنه غالبًا ما يتم التعبير عنه بنطاق امتصاص بدلاً من ذروة واحدة.

تختلف القمم في طيف الأشعة فوق البنفسجية والطيف المرئي في الطول والعرض بناءً على البنية الجزيئية والتحولات الإلكترونية وتأثير المذيبات.

• البنية الجزيئية: تتمتع البنيات المختلفة، مثل الروابط المزدوجة المقترنة (الروابط الاحادية والثنائية المتناوبة)، بفجوات طاقة أصغر بين مداراتها الجزيئية. وهذا يعني أنها تمتص الضوء عند أطوال موجية أطول، غالبًا في النطاق المرئي. ونتيجة لذلك، يمكن للبنية الجزيئية أن تغير الذروة إلى أطوال موجية أعلى أو أقل وكذلك تغير شدتها.
• التحولات الإلكترونية: تمتص التحولات الإلكترونية المختلفة (على سبيل المثال، π → π*، n → π*) الضوء بشكل مختلف، مما يؤثر على شدة الذروة. يمكن للجزيئات ذات الرابطة باي( π) أو أزواج الإلكترونات الغير مرتبطة (n) أن تظهر أنواعًا متعددة من اللتحولات، مما يؤدي إلى قمم أو نطاقات مختلفة في الطيف.
• تأثيرات المذيبات: يمكن للمذيب الذي يذوب فيه الجزيء أن يؤثر أيضًا على الطيف. عندما يتفاعل الجزيء مع المذيب، يمكن أن يغير البيئة الإلكترونية للجزيء، مما يؤدي أحيانًا إلى استقرار أو زعزعة استقرار مدارات جزيئية معينة. يمكن أن يؤدي تأثير المذيب هذا إلى حدوث تحولات في موضع الذروة وقد يؤدي ايضا إلى تغيير شدة الذروة.

غالبًا ما تؤدي هذه العوامل إلى ظهور نطاقات واسعة بدلاً من القمم الفردية، مما يعكس السلوك المعقد للجزيء في ظروف مختلفة.