المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
{افان مات او قتل انقلبتم على اعقابكم}
2024-11-24
العبرة من السابقين
2024-11-24
تدارك الذنوب
2024-11-24
الإصرار على الذنب
2024-11-24
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24


UV-Visible Absorption Spectra  
  
2520   02:52 مساءً   date: 10-8-2018
Author : William Reusch
Book or Source : Virtual Textbook of Organic Chemistry
Page and Part : ............


Read More
Date: 11-8-2018 2057
Date: 13-1-2022 1551
Date: 11-8-2018 1992

UV-Visible Absorption Spectra

To understand why some compounds are colored and others are not, and to determine the relationship of conjugation to color, we must make accurate measurements of light absorption at different wavelengths in and near the visible part of the spectrum. Commercial optical spectrometers enable such experiments to be conducted with ease, and usually survey both the near ultraviolet and visible portions of the spectrum.

The visible region of the spectrum comprises photon energies of 36 to 72 kcal/mole, and the near ultraviolet region, out to 200 nm, extends this energy range to 143 kcal/mole. Ultraviolet radiation having wavelengths less than 200 nm is difficult to handle, and is seldom used as a routine tool for structural analysis.

The energies noted above are sufficient to promote or excite a molecular electron to a higher energy orbital. Consequently, absorption spectroscopy carried out in this region is sometimes called "electronic spectroscopy". A diagram showing the various kinds of electronic excitation that may occur in organic molecules is shown on the left. Of the six transitions outlined, only the two lowest energy ones (left-most, colored blue) are achieved by the energies available in the 200 to 800 nm spectrum. As a rule, energetically favored electron promotion will be from the highest occupied molecular orbital (HOMO) to the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO), and the resulting species is called an excited state.
When sample molecules are exposed to light having an energy that matches a possible electronic transition within the molecule, some of the light energy will be absorbed as the electron is promoted to a higher energy orbital. An optical spectrometer records the wavelengths at which absorption occurs, together with the degree of absorption at each wavelength. The resulting spectrum is presented as a graph of absorbance (A) versus wavelength, as in the isoprene spectrum shown below. Since isoprene is colorless, it does not absorb in the visible part of the spectrum and this region is not displayed on the graph. Absorbance usually ranges from 0 (no absorption) to 2 (99% absorption), and is precisely defined in context with spectrometer operation.

Because the absorbance of a sample will be proportional to the number of absorbing molecules in the spectrometer light beam (e.g. their molar concentration in the sample tube), it is necessary to correct the absorbance value for this and other operational factors if the spectra of different compounds are to be compared in a meaningful way. The corrected absorption value is called "molar absorptivity", and is particularly useful when comparing the spectra of different compounds and determining the relative strength of light absorbing functions (chromophores). Molar absorptivity (ε) is defined as:

Molar Absorptivity, ε = A / c l

 

(where A= absorbance, c = sample concentration in moles/liter & l = length of light path through the sample in cm.)

If the isoprene spectrum on the right was obtained from a dilute hexane solution (c = 4 * 10-5 moles per liter) in a 1 cm sample cuvette, a simple calculation using the above formula indicates a molar absorptivity of 20,000 at the maximum absorption wavelength. Indeed the entire vertical absorbance scale may be changed to a molar absorptivity scale once this information about the sample is in hand. Clicking on the spectrum will display this change in units.

Chromophore

Example

Excitation

λmax, nm

ε

Solvent

C=C

Ethene

π  __>   π*

171

15,000

hexane

C≡C

1-Hexyne

π  __>   π*

180

10,000

hexane

C=O

Ethanal

n  __>  π*
π  __>  π*

290
180

15
10,000

hexane
hexane

N=O

Nitromethane

n  __>  π*
π  __>  π*

275
200

17
5,000

ethanol
ethanol

C-X   X=Br
      X=I

Methyl bromide
Methyl Iodide

n  __>  σ*
n  __>  σ*

205
255

200
360

hexane
hexane

From the chart above it should be clear that the only molecular moieties likely to absorb light in the 200 to 800 nm region are pi-electron functions and hetero atoms having non-bonding valence-shell electron pairs. Such light absorbing groups are referred to as chromophores. A list of some simple chromophores and their light absorption characteristics is provided on the left above. The oxygen non-bonding electrons in alcohols and ethers do not give rise to absorption above 160 nm. Consequently, pure alcohol and ether solvents may be used for spectroscopic studies.
The presence of chromophores in a molecule is best documented by UV-Visible spectroscopy, but the failure of most instruments to provide absorption data for wavelengths below 200 nm makes the detection of isolated chromophores problematic. Fortunately, conjugation generally moves the absorption maxima to longer wavelengths, as in the case of isoprene, so conjugation becomes the major structural feature identified by this technique.
Molar absorptivities may be very large for strongly absorbing chromophores (>10,000) and very small if absorption is weak (10 to 100). The magnitude ofε reflects both the size of the chromophore and the probability that light of a given wavelength will be absorbed when it strikes the chromophore.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .