C6390 Fyzikální metody organické chemie
Spektroskopie v ultrafialové a viditelné oblasti spektra
Oblast 10--10000 nm, oblast elektronových spekter.
Viditelná oblast 400--760 nm
Blízká UV oblast 200--400 nm
Vakuová UV oblast: 10--200 nm
Viditelné a doplňkové barvy:
Barva
Vlnová délka (nm)
Barva Komplementární
400--435 fialová žlutozelená
435--480 modrá žlutá
480--490 zelenomodrá oranžová
490--500 modrozelená červená
500--560 zelená purpurová
560--580 žlutozelená fialová
580--595 žlutá modrá
595--610 oranžová zelenomodrá
610--700 červená modrozelená
Absorbční spektrum zachycuje excitace elektronů ve vnějších orbitalech molekuly. Typické
přechody:
ˇ  * -- molekuly bez volných elektronových párů, většinou leží ve vakuové oblasti.
ˇ n * nebo n * -- nasycené nebo nenasycené organické látky s volnými elektronovými
páry.
ˇ  * -- nenasycené sloučeniny.
Tři typy přechodů:
Přechod max / 1 cm-1
mol-1
Dovolený 104
až 105
Symetricky zakázaný méně než 100
Spinově zakázaný asi 1
Chromofor: uskupení atomů, která způsobují absorbci světla.
Auxochrom: skupina, která posouvá absorbční maximum chromoforu k větším vlnovým
délkám.
Batochromní (červený) posun: posun maxima k větším vlnovým délkám.
Hypsochromní (modrý) posun: posun maxima k větším vlnovým délkám.
Hyperchromní efekt: zvýšená intensity absorbčního pásu, opačný efekt se nazývá
hypochromní efekt.
Typické organické chromofory:
Skupina
vzorec název
max / nm max / 1 cm-1
mol-1
C C acetylenová 175 5 000
C C C allenová 185 10 000
C N kyano 340 100
-NO2 nitro 210 15 000
-C6H5 fenyl 208 3 500
-C6H5 fenyl 265 150
C O karbonyl 280 20
-S-S- disulfid 215 400
-I jod 260 400
Beerův ­ Lambertův ­ Bougnerův zákon:
A = cl = -log t/0 = -log 
kde A je (dekadická) absorbance, l optická dráha kyvety, c koncentrace,  monochromatický
zářivý tok [W],  molární (dekadický) absorpční koeficient.
Jablonského diagram:
Samostudium:
Franck-Condonův princip, multiplicita, zářivé a nezářivé cesty deaktivace excitovaných
molekul, mezisystémový přechod (ISC), vnitřní konverze (IC), efekt těžkého atomu. Tvorba
exciplexů a excimerů. Bimolekulární zhášení. Stern-Volmerova závislost. Komplexy
s přenosem náboje.
Instrumentace:
Zdroje UV záření: čarové a spojité
ˇ rtutová-halogenová výbojka <330; 1200) nm
ˇ D2 lampa <UV; 330> nm
ˇ Xe výbojka <190; 1000> nm
Detektory:
ˇ Foto-emisní detektory (vakuované fotonky, fotonásobiče ...)
ˇ Polovodičové detektory (fotovodivostní detektory, fotodiody, fotonásobiče; detektory
s prostorovým rozlišením ­ CCD ­ charge-coupled device)
Měření:
a) Změřit UV spektra valerofenonu, hydroxybenzefenonu a benzenu v
cyklohexanu a methanolu, změřit UV piperylenu. Určit abs. maxima, vynést
absorbční spektra jako závislost epsilon na vlnové délce.
b) Změření Stern-Volmerovy závislosti pro Norrish II valerofenonu, piperylen
jako zhášeč. Vzorky zanalyzují studenti ve cvičení s GC.
Literatura:
Klán P.: Organická fotochemie; MU, Brno (2001).
Kopecký J., Pancíř J.: Organická fotochemie v obrazech, schématech a tabulkách; Academia,
Praha (1987).
Lapčík Ľ., Pelikán P., Čepan M.: Fotochemické procesy; Alfa, Bratislava (1989).
Zdroj Monochromátor Kyveta Detektor
Jednopaprskový spektrometr
Dvoupaprskový spektrometr
Zdroj Monochromátor
Kyveta
Kyveta
Detektor
Detektor
Ukazatel
Ukazatel