Типы электронных переходов

В электронной спектроскопии регистрируются электронные

переходы. Переходы между электронными состояниями соответствуют

электронным переходам между молекулярными орбиталями. Возбужденные

переходы описываются различными способами.

Когда интересует лишь расположение состояний, используют простую

нумерацию (S0, S1, S2 … T1, T2 и т.д.). Учитывая, что значительно больший

интерес представляет электронная природа возбужденного состояния, то

используют обозначения типов орбиталей. Переходы записываются со

стрелочкой, например π → π*, а соответствующее состояние – в скобках (π,

π*).

В органических молекулах чаще всего встречаются следующие

переходы: π → π*, n → π*, n → σ*, а также различные переходы с переносом

заряда. В координационных соединениях могут наблюдаться металл-

центрированные d → d* переходы.

Переходы типа π → π* наиболее характерны для соединений с

системой сопряжения. При этом происходит перенос электрона с ВЗМО на

НСМО.Увеличение системы сопряжения приводит к красному (батохромному) сдвигу (т.е. смещению в область больших длин волн) переходов π → π* типа. Это объясняется уменьшением разницы в энергиях.

Переходы n → π* типа характерны для молекул, в состав которых

входят гетероатомы, соединенные двойной связью (C=N, C=O, C=S, N=N,

N=O) (например, в формальдегиде).

Интенсивность таких переходов мала, т.к. они запрещены геометрически:

слабое перекрывание в пространстве между (орбиталь n-типа) и

(орбиталь π-типа). Переходы n → π* типа обычно безызлучательные.

В органических соединениях, не содержащих π- или n-электронов

(например, алканах), возможны только σ → σ* переходы. Такие переходы

требуют большой энергии, поэтому их полосы лежат в области вакуумного

ультрафиолета в диапазоне менее 180 нм и особой практической ценности не имеют. Внасыщенных соединениях с гетероатомами (алифатические амины, спирты и многие другие) также могут проявляться более длинноволновые n → σ* переходы.

Особый интерес представляют переходы с переносом заряда. Перенос

заряда при возбуждении может происходить как межмолекулярно (от донора

к акцептору внутри их донорно-акцепторного комплекса), так и

внутримолекулярно. Внутримолекулярный перенос заряда может быть

внутри сопряженной системы (от одной ее части к другой), между двумя

электронно-изолированными (несопряженными) частями молекулы, а также

вдоль координационной связи в металлокомплексах.

 

1. В настоящее время во всех сферах народного хозяйства преобладают физические и физико-химические методы анализа. Имеют большое значение в медицине, сел. хозяйстве, пищевой промышленности, которые используются для розничных параметров производства. Данные методы используются в аналитике, биохимии, цитологии, генетике. Все науки опираются на методы исследования. Они неразрывно связаны с физикой, биофизикой, молекулярной биологией. Данная дисциплина изучает теоретические основы и экспериментальные данные. Основная задача всех методов исследования - установление состава и содержания различных элементов и соединений вещества. В биологии основной задачей является познание явления сущности жизни и свойства живых организмов и их особенностей. Физико-химические методы анализа предполагают использование различных законов и закономерностей в биологии и химии. На основе этих законов разработаны приборы с помощью которых определяется то или иное свойство вещества или объекта. Каждое вещество или объект имеют свой неповторимый химический состав и соответствующее строение. В настоящее время имеется несколько десятков физико-химических методов исследования. Основные задачи изучения: развитие логического и научного мышления студентов, получение навыков при работе с различными приборами.