Espectrometría UV-Vis: Fundamentos y Aplicaciones en Compuestos Orgánicos

Introducción a la Espectrometría UV-Vis

El espectro UV-Vis de las moléculas está asociado a transiciones electrónicas entre los diferentes niveles energéticos en ciertos grupos o átomos de la molécula y no caracterizan a la molécula como entidad.

Los grupos de átomos que dan origen a la absorción en el UV cercano o UV de cuarzo, se conocen como grupos cromóforos. La mayoría de los grupos insaturados y heteroatómicos que tienen pares de electrones no compartidos, son cromóforos potenciales y estos grupos son la base de la elucidación de grupos estructurales en las moléculas activas en el UV cercano.

Orbitales Moleculares y Tipos de Enlaces

Cuando dos átomos forman un enlace químico, los orbitales atómicos de cada uno de ellos se combinan para formar dos orbitales moleculares, uno de baja energía que es el orbital enlazante y otro de energía mayor, que es el orbital antienlazante.

Los enlaces covalentes que se originan entre los orbitales de dos átomos que se enlazan químicamente pueden ser de dos tipos y se conocen como enlaces σ y enlaces π.

Transiciones Electrónicas y Longitud de Onda

Mientras mayor sea la energía requerida para una determinada transición, menor es la longitud de onda de la radiación que debe suministrarse para conseguir tal fin. Por ejemplo, la transición σ→σ∗ para el propano requiere de radiación de 135 nm, la cual se encuentra en la región del Ultravioleta lejano, por lo que es necesario un equipo de alto vacío si se desea estudiar dicha región del espectro.

La transición n →π∗ es la que requiere de menor energía y mayor longitud de onda. Las cetonas y aldehídos saturados efectúan esta transición a una longitud de onda de aproximadamente 285 nm.

Cromóforos y Auxocromos

La mayoría de las aplicaciones de la espectroscopía de absorción a compuestos orgánicos se basa en transiciones de electrones n ó π al estado excitado π∗, ya que las energías que se requieren para estos procesos conducen a picos en una región espectral conveniente experimentalmente (200-700 nm). Ambas transiciones requieren la presencia de un grupo funcional que suministre los orbitales π. Hablando estrictamente, es a estos centros absorbentes insaturados a los que se les aplica el término CROMÓFORO.

AUXOCROMO: Es un grupo funcional que no absorbe por sí solo en la región del ultravioleta, pero tiene el efecto de desplazar los picos de los cromóforos hacia longitudes de onda más largas, además de aumentar su intensidad.

Influencia de los Disolventes en la Espectrometría UV-Vis

Las consideraciones que se tienen que hacer al elegir un disolvente no solo son con respecto a su transparencia, sino también respecto a sus posibles efectos sobre el sistema absorbente.

Normalmente, los disolventes polares tales como el agua, alcoholes, ésteres y cetonas tienden a eliminar la estructura fina del espectro como resultado de los efectos vibracionales. Se observan más fácilmente en disolventes no polares como los hidrocarburos.

Además, las posiciones de los máximos de absorbancia están afectados por la naturaleza del disolvente.