المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01

 تفاعل الإشعاع مع المادة
12-4-2016
اهداف تنمية المفاهيم الاجتماعية للطفل
24-5-2017
إِذَا هِبْتَ أَمْراً فَقَعْ فِيهِ
29-9-2020
مقياس فقاعي bubble gauge
21-2-2018
الصفات الظاهرية للشخصية عند كتابة السيناريو
2023-04-03
شروط صحة الجمعة وبعض مسائلها
2024-10-21

The Importance of Conjugation  
  
2714   02:53 مساءً   date: 10-8-2018
Author : William Reusch
Book or Source : Virtual Textbook of Organic Chemistry
Page and Part : ............

The Importance of Conjugation

A comparison of the absorption spectrum of 1-pentene, λmax = 178 nm, with that of isoprene (above) clearly demonstrates the importance of chromophore conjugation. Further evidence of this effect is shown below. The spectrum on the left illustrates that conjugation of double and triple bonds also shifts the absorption maximum to longer wavelengths. From the polyene spectra displayed in the center diagram, it is clear that each additional double bond in the conjugated pi-electron system shifts the absorption maximum about 30 nm in the same direction. Also, the molar absorptivity (ε) roughly doubles with each new conjugated double bond. Spectroscopists use the terms defined in the table on the right when describing shifts in absorption. Thus, extending conjugation generally results in bathochromic and hyperchromic shifts in absorption.
The appearance of several absorption peaks or shoulders for a given chromophore is common for highly conjugated systems, and is often solvent dependent. This fine structure reflects not only the different conformations such systems may assume, but also electronic transitions between the different vibrational energy levels possible for each electronic state. Vibrational fine structure of this kind is most pronounced in vapor phase spectra, and is increasingly broadened and obscured in solution as the solvent is changed from hexane to methanol.

Terminology for Absorption Shifts

 

Nature of Shift

Descriptive Term

To Longer Wavelength Bathochromic
To Shorter Wavelength Hypsochromic
To Greater Absorbance Hyperchromic
To Lower Absorbance Hypochromic

To understand why conjugation should cause bathochromic shifts in the absorption maxima of chromophores, we need to look at the relative energy levels of the pi-orbitals. When two double bonds are conjugated, the four p-atomic orbitals combine to generate four pi-molecular orbitals (two are bonding and two are antibonding).  In a similar manner, the three double bonds of a conjugated triene create six pi-molecular orbitals, half bonding and half antibonding.

  The energetically most favorable π __>π* excitation occurs from the highest energy bonding pi-orbital (HOMO) to the lowest energy antibonding pi-orbital (LUMO). The following diagram illustrates this excitation for an isolated double bond (only two pi-orbitals). In each case the HOMO is colored blue and the LUMO is colored magenta. Increased conjugation brings the HOMO and LUMO orbitals closer together. The energy (ΔE) required to effect the electron promotion is therefore less, and the wavelength that provides this energy is increased correspondingly (remember   λ = h c/ΔE ).

Examples of π __> π* Excitation
Click on the Diagram to Advance

Many other kinds of conjugated pi-electron systems act as chromophores and absorb light in the 200 to 800 nm region. These include unsaturated aldehydes and ketones and aromatic ring compounds. A few examples are displayed below. The spectrum of the unsaturated ketone (on the left) illustrates the advantage of a logarithmic display of molar absorptivity. The π __> π* absorption located at 242 nm is very strong, with an ε = 18,000. The weak n __> π* absorption near 300 nm has an ε = 100.

Benzene exhibits very strong light absorption near 180 nm (ε > 65,000) , weaker absorption at 200 nm (ε = 8,000) and a group of much weaker bands at 254 nm (ε = 240). Only the last group of absorptions are completely displayed because of the 200 nm cut-off characteristic of most spectrophotometers. The added conjugation in naphthalene, anthracene and tetracene causes bathochromic shifts of these absorption bands, as displayed in the chart on the left below. All the absorptions do not shift by the same amount, so for anthracene (green shaded box) and tetracene (blue shaded box) the weak absorption is obscured by stronger bands that have experienced a greater red shift. As might be expected from their spectra, naphthalene and anthracene are colorless, but tetracene is orange.

The spectrum of the bicyclic diene (above right) shows some vibrational fine structure, but in general is similar in appearance to that of isoprene, shown above. Closer inspection discloses that the absorption maximum of the more highly substituted diene has moved to a longer wavelength by about 15 nm. This "substituent effect" is general for dienes and trienes, and is even more pronounced for enone chromophores.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .