Введение в УФ-вид спектроскопию

Каталог видеороликов Chem Help ASAP: https://www.chemhelpasap.com/youtube/ УФ-ВИС — это действительно основополагающий инструмент аналитической химии, и он часто занимает видное место в курсах общей химии в средней школе и колледже. В курсах органической химии этому предмету уделяется меньше внимания. В качестве метода характеризации УФ-ВИС обычно отходит на второй план по сравнению с другими методами, такими как ядерный магнитный резонанс, масс-спектрометрия и даже инфракрасная спектроскопия. Тем не менее, УФ-ВИС по-прежнему имеет значение в органической химии, хотя это часто инструмент, который используется, а не по-настоящему понимается. Это немного похоже на автомобили. Существуют разные способы взаимодействия с автомобилями. Возможно, вы можете водить машину, а может быть, и нет. В любом случае, все зависят от автомобилей. Даже если вы везде ходите пешком, такие вещи, как ваша почта и доставка продуктов в продуктовый магазин, требуют транспортных средств. Возможно, ваши онлайн-заказы доставляются транспортными средствами. УФ-ВИС, особенно УФ-спектроскопия, во многом похожа на это. Химики-органики могут не считать, что они полагаются на УФ-спектроскопию, но она часто имеет жизненно важное значение в менее очевидных аспектах. Что такое УФ-видимая спектроскопия? В отличие от ИК-фотонов, которые взаимодействуют с молекулами, вызывая колебания связей, УФ-видимые фотоны вызывают электронные переходы. Таким образом, энергия УФ-видимого фотона может быть равна разнице между двумя орбиталями. Электрон на орбитали с более низкой энергией переходит на вакантную орбиталь с более высокой энергией. Как правило, возбуждение происходит либо из заполненной π-связевой орбитали, либо из несвязывающей орбитали неподеленной электронной пары на вакантную π-звездчатую орбиталь. Когда свет проходит через образец, поглощение различных фотонов (с определенными длинами волн) может быть обнаружено, обработано и отображено в виде УФ-видимого спектра. Вот типичный набор данных УФ-спектроскопии. Он взят из библиотеки NIST – Национального института стандартов и технологий. Эти данные относятся к бифенилу, который имеет следующую структуру. По оси x отложена длина волны. В УФ-спектре диапазон длин волн составляет примерно от 220 до 280 нм. Диапазон по оси x зависит от эксперимента и может варьироваться. По оси y отложен логарифм эпсилон. Эпсилон здесь совпадает с законом Бера, который гласит, что поглощение (A) равно эпсилону (молярному коэффициенту поглощения), умноженному на концентрацию и длину оптического пути. Приношу извинения, если это вызовет у вас ассоциации с общей химией. Молярный коэффициент поглощения (эпсилон) — это свойство молекулы, которое изменяется в зависимости от длины волны. Обратите внимание, что УФ-спектр будет регистрировать зависимость поглощения от длины волны (лямбда). Исходя из зависимости поглощения от длины волны, зная концентрацию и длину оптического пути, можно построить показанный график — логарифм эпсилон от длины волны. Это основы. Нам не нужно понимать математику, чтобы использовать УФ-ВИС в органической химии, но всегда полезно знать некоторые теоретические основы.