UV-Vis absorpsiyon spektrumunu elde ettiğimizde neye bakıyorduk?
Ultraviyole ve görünür spektrum (ultraviyole ve görünür spektrum) UV olarak kısaltılır. Bir bileşikteki değerlik elektronlarının geçişini karakterize edebilir, bu da bileşiğin yapısını belirlemeye ve bileşiğin özelliklerini karakterize etmeye yardımcı olabilir. Ayrıntılı prensip tekrarlanmayacaktır ve Yan Zhicheng'den önce "Ultraviyole Görünür Absorpsiyon Spektroskopisinin Temel Prensipleri" başlıklı makaleye başvurabilirsiniz.
Temel bilgi puanı ekleri:
1.1 Yaygın çözücülerin şeffaflık sınırı
Apsisin daha küçük olduğu yerlerde absorpsiyon değerinin daha yüksek olduğu Şekil 1'de tipik bir UV spektrumu gösterilmektedir. Bunun nedeni, "ışığın dalga boyu belirli bir değere düşürüldüğünde, çözücü onu kuvvetli bir şekilde emecektir (yani çözücü opaktır), bu sözde" uç soğurma "ve numunenin soğurma bandı çözücünün şeffaf aralığında olmalıdır. Şeffaf Aralıktaki en kısa dalga boyuna şeffaflık sınırı denir. " Şeffaf çözücü sınırı Tablo 1'de gösterildiği gibi.
Tablo 1 Yaygın çözücülerin şeffaflık sınırları "Organik Spektroskopi Spektrumlarının Analizi" Ning Yongcheng İkinci Baskı
1.2 Görünür renk ile emilen renk arasındaki ilişki
"İnsanlar görünür ışık tarafından algılanabilir. Işığın farklı dalga boylarının farklı renkleri vardır. Buna Spektral renk . Beyaz ışık nesnenin üzerinde parlar, nesne belirli bir dalga boyu aralığındaki ışığı emer ve dalga boyu aralığının geri kalanının ışığını gösterir, ikincisi Tamamlayıcı renk . Tablo 2, bazı spektral renkler ile tamamlayıcı renkler arasındaki uygunluğu göstermektedir.
Tablo 2 Spektral renkler ve farklı dalga boylarındaki ışıkların tamamlayıcı renkleri "Organik Spektroskopi Spektrumunun Analizi" Ning Yongcheng İkinci Baskı
UV bir bileşiğin yapısını analiz edebilir, ancak bir bileşiğin yapısını analiz ederken fiili durumda nükleer manyetik rezonans (NMR) veya kütle spektrometrisi (MS) daha yaygın olarak kullanılır. UV, bileşiklerin kantitatif analizi için de kullanılabilir, ancak daha da önemlisi: spektrumu değiştirerek bileşiklerin özelliklerini incelemek.
2. Spektrumun fenomenden öze değişimi2.1 Sol ve sağ değişiklikler - kırmızı kayma / mavi kayma
Kırmızıya kayma, spektrumun uzun dalga boyu yönüne doğru hareket ettiği ve mavi kaymanın tersi olduğu anlamına gelir.
Olası neden 1: Farklı tipte değerlik elektronları.
Şekil 2'de gösterildiği gibi dört tür değerlik elektron geçişi vardır. Örneğin, - * geçişi ile karşılaştırıldığında, - * geçişi daha düşük uyarma ışık enerjisi ve daha uzun dalga boyu gerektirir, bu nedenle - geçiş zirvesinin apsisi, - * geçiş tepe noktasının apsisinden daha büyüktür ( (Dalgaboyu) daha büyüktür, daha sağa doğru kırmızıya kayma meydana gelir. Mavi vardiya tersi.
Örneğin doymuş hidrokarbonlar için Metan , Tüm bileşikler bağlarıdır ve değerlik elektronlarının tümü elektronlarıdır. Yalnızca - * geçişi gerçekleştirilebilir, bu nedenle absorpsiyon dalga boyu çok kısadır ve maksimum absorpsiyonu, uzak ultraviyole bölgede bulunan sadece 125 nm'dir.
Heteroatomlar O, N, S, vb. Yukarıdakilere göre dahil edilirse, n elektronlar, örneğin Bromür , Bir n- * geçişi olabilir, bu nedenle absorpsiyon kırmızıya yakın ultraviyole kayabilir, ancak absorpsiyon aslında ultraviyole yakın bölgede çok zayıftır.
Doymamış hidrokarbonlar, elektron içerdikleri veya konjuge yapılar oluşturdukları için spektral kırmızı kaymalara da neden olabilir.
Olası iki neden: Moleküllerin uzaysal şekli farklı
Molekülün uzaysal şekli, spektrumun kırmızı / mavi kaymasının ana nedeni olabilir.
Şekil 3'te gösterildiği gibi, cis-stilben, trans-stilbene kıyasla mavi bir kaymayı absorbe eder, çünkü cis yapısındaki iki benzen halkası birlikte sıkıştırılır, bu da konjuge molekülün düzlemselliğini etkiler ve enerji farkının değişmesine neden olarak bir spektrum oluşturur. Maviye kayma.
Olası üçüncü neden: çevredeki ortam farklı
Ana çevresel değişken, çözelti spektrumunu test ederken çözücünün etkisidir Genel olarak, küçük bir polar çözücü kullanılır, çünkü büyük bir polar çözücü, absorpsiyon spektrumunu etkileyebilir.
İçin - * geçiş , "Uyarılmış durum temel durumdan daha kutupsaldır, bu nedenle polar çözücünün uyarılmış durum üzerindeki etkisi temel durumdan daha güçlüdür, bu da uyarılmış durumun enerjisini daha fazla azaltabilir", böylece enerji farkı küçülür ve kırmızıya kayma meydana gelir.
Ve için n- * geçiş , "Protik bir çözücüde, çözünen N veya O üzerindeki n yörüngesindeki elektronlar, protik çözücü tarafından protonlanabilir. Protonlanmış heteroatomlar, elektron geri çekme etkisini arttırır ve n yörüngesindeki elektronlar, çekirdeğe daha yakın çekilir ve enerji azaltılır." Bu nedenle, n- * geçişindeki enerji farkı büyür, yani gerekli ışığın dalga boyu kısalır ve spektrum mavisi değişir.
Spesifik örnekler için, lütfen Profesör Pei Jian tarafından yayınlanan makaleye bakın: Donör-Alıcı Polimerlerin Çözüm Durumu Süper Moleküler Yapılarını Çözmek ve Katı Hal Morfolojisi ve Yük Taşıma Özellikleri Üzerindeki Etkileri, Adv. Mater. 2017, 29, 1701072.
2.2 Piklerin göreceli gücündeki yukarı ve aşağı değişiklikler-değişiklikler
Bir bileşik, birden fazla absorpsiyon zirvesine sahip olabilir ve bu zirvelerin nispi kuvveti, bileşiğin nispi özelliklerini anlamak için kullanılabilir. Genel prosedür, öncelikle belirli bir tür bileşiğin hangi absorpsiyon zirvelerine sahip olduğunu ve bunların ne anlama geldiğini bulmak ve ardından bunları karşılaştırmaktır.
İzo-indigo bazlı polimerler ile P2-rn ile P3-rn Örnek olarak al. Bu tip izoindigo bazlı D-A polimerinde, genellikle iki absorpsiyon bandı vardır, bant I ve bant II. Bant I, 0-0 tepe noktası ve 0-1 tepe noktası olarak alt bölümlere ayrılmıştır; bunlar arasında, 0-0 tepe noktası, molekülün toplanma durumunu temsil eder ve kümelenme ne kadar yüksekse, kümelenme o kadar güçlüdür. İki polimer yapısı arasındaki fark, yalnızca alkil yan zincirlerinden birinin boyutundadır. P3-rn Alkil yan zincir oranı P3-rn 8 tane daha C atomu var.
UV diyagramından görülebileceği gibi, P2-rn İçin P3-rn , 0-0 tepe yoğunluğu / 0-1 tepe yoğunluğu azalır, P3-rn Çözeltideki agregasyon daha zayıftır ve çözünürlük karşılaştırma tablosu ile tutarlıdır.Aynı konsantrasyon altında, P3-rn Çözünürlük açıkça daha iyidir, yani moleküllerin kümelenme olasılığı daha düşüktür ve daha iyi dağılmıştır.
Şekil 4 Çözünürlük ve UV spektrumu (çözücü: 1,2,4-triklorobenzen; konsantrasyon: 2 × 10-5 mol / L) "İzoindigo bazlı donör-alıcı konjuge polimeri ve organik İnce Film Transistör Cihazı "Yüksek Lisans Tezi 2018
3. ÖzetBakış Açısı: UV spektrumunu etkileyen faktörler esasen Değerlik elektron geçişi . Bir UV spektrumu elde ettiğimizde, önce aynısını anlayabiliriz Tip veya benzer yapı Molekülün UV spektrumunun yaklaşık "görünüşü". Sonra spektrumları analiz edin Zirvenin sola ve sağa hareketi (kırmızıya kayma / maviye kayma) , Tepe yukarı ve aşağı (yükseklik) değişikliği Molekülün yapısı ve molekül ile molekül arasındaki etkileşim hakkında bilgi almak için.
4. Referans Materyalleri1. "Temel Organik Kimya" Xing Qiyi Üçüncü Baskı
2. "Organik Spektroskopi Spektrumlarının Analizi" Ning Yongcheng İkinci Baskı
3. Makromoleküller, 2018 , 51, 86528661
4. Gelişmiş Mater. 2012 , 24, 64576461
5. "İzoindigo bazlı donör-alıcı konjuge polimerler ve bunların organik ince film transistör cihazları" Yüksek Lisans tezi 2018
