12.8 : ספקטרום UV-Vis

כאשר אור עובר דרך חומר, חלק מהאור נבלע, בעוד שהשאר מוחזר או מועבר. אם המולקולה בולעת אור בטווח אורכי הגל של 180–400 ננומטר, מתקבל ספקטרום UV. אם היא בולעת אור בטווח של 400–780 ננומטר, מתקבל ספקטרום בתחום הנראה.

ספקטרום UV-Vis של מולקולה הוא גרף של ספיגה כנגד אורך גל. הגרף נבנה על ידי הצבת ספיגה מולרית (ɛ) או log ɛ על ציר ה-y (הציר האנכי) ואורך גל על ציר ה-x (הציר האופקי). ערכי הספיגה מייצגים את בליעת האור על ידי המולקולה ואינם יכולים לעלות על 100 אחוזים. כאשר הספיגה מתוארת כנגד אורך גל, אורך הגל שבו המולקולה מראה את הספיגה המקסימלית נקרא λmax. מכיוון שהבליעה מתרחשת בטווח רחב של אורכי גל, היא מכונה לעיתים קרובות רצועת בליעה (absorption band) ולא שיא בודד.

השיאים בספקטרום UV-Vis משתנים בגובה וברוחב בהתאם למבנה המולקולה, המעברים האלקטרוניים ואינטראקציות עם הממס:

• מבנה מולקולרי: מבנים שונים, כמו קשרים כפולים מצומדים (קשרים בודדים וכפולים לסירוגין), מציגים פערי אנרגיה קטנים יותר בין אורביטלים מולקולריים. משמעות הדבר היא שהם בולעים אור באורכי גל ארוכים יותר, לעיתים בטווח הנראה. כתוצאה מכך, מבנה המולקולה עשוי להזיז את השיא לאורכי גל גבוהים או נמוכים יותר ולשנות את עוצמתו.
• מעברים אלקטרוניים: מעברים אלקטרוניים שונים (למשל, π → π*, n → π*) בולעים אור בדרכים שונות ומשפיעים על עוצמת השיא. מולקולות עם קשרי π או זוגות אלקטרונים לא קושרים (n) יכולות להציג סוגים שונים של מעברים, מה שמוביל לשיאים או רצועות שונים בספקטרום.
• השפעות הממס: הממס שבו המולקולה מומסת עשוי להשפיע גם על הספקטרום. אינטראקציות בין המולקולה לממס עשויות לשנות את הסביבה האלקטרונית של המולקולה, ולעיתים לייצב או לערער אורביטלים מולקולריים מסוימים. השפעה זו יכולה לגרום לשינויים במיקום השיא ואף להשפיע על עוצמתו.

גורמים אלה גורמים לעיתים קרובות להרחבת רצועות במקום שיאים בודדים, דבר שמשקף את התנהגות המולקולה המורכבת בתנאים שונים.