12.8 : Spettro UV-Vis

Quando la luce attraversa una sostanza, una parte della luce viene assorbita mentre la luce rimanente viene riflessa o trasmessa. Se la molecola assorbe la luce tra le lunghezze d'onda di 180-400 nm, si ottiene lo spettro UV e se assorbe la luce nell'intervallo di lunghezze d'onda di 400-780 nm, si ottiene lo spettro visibile.

Lo spettro UV-Vis di una molecola è il grafico della sua assorbanza rispetto alla lunghezza d'onda. Il grafico viene disegnato prendendo l'assorbività molare (ɛ) o log ɛ sull'asse y (ordinata) e la lunghezza d'onda sull'asse x (ascissa). I valori di assorbanza rappresentano l'assorbimento della luce da parte della molecola e non possono superare il 100 percento. Quando l'assorbanza viene graficata rispetto alla lunghezza d'onda, la lunghezza d'onda alla quale la molecola mostra l'assorbanza massima è chiamata λ_max. Poiché l'assorbimento avviene a un'ampia varietà di lunghezze d'onda, spesso si parla di banda di assorbimento piuttosto che di un singolo picco.

I picchi nello spettro UV-Vis variano in altezza e larghezza in base alla struttura molecolare, alle transizioni elettroniche e alle interazioni con i solventi.

• Struttura molecolare: diverse strutture, come i doppi legami coniugati (legami singoli e doppi alternati), hanno intervalli di energia più piccoli tra i loro orbitali molecolari. Ciò significa che assorbono la luce a lunghezze d'onda maggiori, spesso nell'intervallo visibile. Di conseguenza, la struttura della molecola può spostare il picco a lunghezze d'onda maggiori o minori e modificarne l'intensità.
• Transizioni elettroniche: varie transizioni elettroniche (ad esempio, π → π*, n → π*) assorbono la luce in modo diverso, influenzando l'intensità del picco. Le molecole con legami π (pigreco) o coppie di elettroni non legati (n) possono presentare più tipi di transizioni, portando a diversi picchi o bande nello spettro.
• Effetti del solvente: il solvente in cui è disciolta la molecola può a sua volta influenzare lo spettro. Quando una molecola interagisce con un solvente, questo può alterare l'ambiente elettronico della molecola, a volte stabilizzando o destabilizzando determinati orbitali molecolari. Questo effetto del solvente può causare spostamenti nella posizione del picco e può alterarne l'intensità.

Questi fattori spesso determinano bande allargate anziché singoli picchi, riflettendo il comportamento complesso della molecola nelle diverse condizioni.