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分子がUVアクティブになるための要件は何ですか?

分子は、紫外線(UV)放射を吸収できる場合、UV活性と見なされます。この吸収は、UV光子のエネルギーが分子内の電子エネルギーレベルのエネルギー差と一致するときに発生します。 主な要件は次のとおりです。

1。発色団の存在:

* 発色団 共役二重または三重結合のシステムを持つ分子内の官能基です。これらの共役システムにより、電子の非局在化が可能になり、UV放射によって励起されるほど十分に近いエネルギーレベルを持つ分子軌道が生成されます。

* 例: カルボニル(C =O)、アルケン(C =C)、芳香環(ベンゼン)、およびニトロ基(-NO2)。

2。適切な電子遷移:

* UV吸収は、電子がより低いエネルギーレベル(基底状態)からより高いエネルギーレベル(励起状態)に移行するときに発生します。

*これらのレベル間のエネルギー差は、UV光子のエネルギーに対応する必要があります。

*最も一般的なUV遷移は次のとおりです。

* σ→σ*: Sigma結合(単一結合)の電子は、反結合シグマ軌道に興奮しています。この移行には高エネルギーが必要であり、遠いUV領域で発生します。

* n→σ*: 非結合軌道(例:孤立ペア)の電子は、反結合シグマ軌道に興奮しています。この遷移は、遠いUVでも発生します。

* π→π*: PI結合(二重または三重結合)の電子は、反ボンディングPI軌道に興奮しています。この遷移は、紫外線領域で発生し、UV吸収の原因となる最も一般的なタイプです。

3。共役の程度:

* 共役の増加: 共役二重結合のより大きなシステムは、電子レベル間のエネルギーギャップが小さくなります。これにより、エネルギー紫外線が低い(波長が長く)吸収されます。

* 例: ベンゼン(6共役PI電子)は、エチレン(2共役PI電子)よりも長い波長で吸収されます。

4。分子構造:

*特定の分子構造は紫外線吸収を強化する可能性があります。

* 平面性: 共役システムを備えた平面分子は、p軌道の最大の重複を可能にし、電子の非局在化を増加させ、UV吸収を促進します。

* 剛性: 固定立体構造を伴う剛性分子は、柔軟な分子よりもUV活性が高い傾向があります。

要約すると、発色団を含み、適切な電子遷移を受けることができ、共役と平面性を促進する構造がある場合、分子はUVアクティブです。

注: UV吸収は定量的な現象です。 UV吸収の強度は、分析物の濃度とUVビームの経路長に関連しています。この関係は、ビールランバートの法律によって説明されています。

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