Mungkin anda sebeumnya pernah beajar
mengenai inframerah dan radiasi radiofrekuensi oeh senyawa organic dan bagaiman
adsorpsi itu dapat digunakan dalam identisikasi struktur. Sedangkan daam tma
kali ini saya akan membahastentang absorpsi cahaya ultraviolet dan cahaya yang
tampak oleh senyawa organic. Spectra ultraviolet juga tampak digunakan dalam
penetapan struktur. Lebih penting lagi, absorpsi cahaya tampak menghasilkan penglihatan.
Spectra Ultraviolet dan Tampak
Panjang geombang UV dan tampak jauh
lebih pendek dari pada anjang gelombang radiasi inframerah. Satuan yang
digunakan untuk memberikan panjang gelombang ini adalah nanometer (1 nm
= 10-7 cm). spectrum tampak terentang dari sekitar 400 nm(ungu)
sampai 750 nm (merah), sedangkan spectrum uv terentang daro 100 sampai 400nm.
Kuantitas ebergi yang diserap oleh suatu
senyawa berbanding terbalik dengan panjang gelombang radiasi:
radiasi
inframerah merupakan radiasi yang benergi relative rendah. Absorpsi radiasi
inframerah oleh suatu moeku mengakibatkan naiknya vibrasi ikatan-ikatan
kovalen. Transisi molekul dari keadaan dasar ke suatu keadaan suatu vibrasi
tereksitasi memerlukan energy sebesar 2 – 15 kkal/mol. Baik radiasi uv maupn
radiasi cahaya tampak berenergi lebih tinggi dari pada radiasi inframerah.
Absorpsi cahaya uv atau cahaya tampak mengakibatkan transisi elektronik, yaitu
promosi electronelektron dari orbital keadaan dasar yang benergi rendah
keorbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi. Transisi ini memerlukan
40 – 300 kkal/mol. Energy yang terserap selanjutnya terbuang sebagai kalor,
sebagai cahaya atau tersaurkan dalam reaksi kimia.
Panjang
gelombang cahaya uv atau cahaya tampak bergantung pada mudahnya promosi
eektron. Moekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energy untk promosi
electron akan menyerap apda panjang gelombang yanga lebih panjang. Senyawa yang
menyerap cahay dalam daerah tampak mempnyai electron yang ebih mudah
dipromosikan daripada senyawa yang menyerap pada panjang gelombang uv yang lebih
pendek.
Absorpsi pada 100 nm
(uv) 750 nm
(tampak).
Suatu
spektrofotometer uv atau tampak mempunyai rancangan dasar yang sama seperti
spektrofotometer inframerah. Absorpsi oleh suatu sampel diukur pada berbagai
panjang gelombang dan dialirkan oleh satu perekam untuk menghasilkan spectrum,
Karena suatu
absorpsi suatu molekul terkuantisasi, maka absorpsi untuk transisi electron itu
seharusnya tampak pada panjang-panjang gelombang diskrit sebagai suatu spectrum
garis atau peak tajam. Spectrum uv maupn tampak terdiri dari pita absorpsi
lebar pada daerah panjang gelombnag yang ebar ini. Disebabkanoleh terbaginya
keadaan dasar dan keadaan eksitasi sebuah moleku daam sub tingkat
rotasidanvibrasi. Transisi electron dapatb terjadi dari sub tingkat apa saja
dari keadaan dasar ke sb tingkta dari keadaan eksitasi. Karena berbagai
transisi berbeda sedikit sekal, maka panjang gelombang absorsinya juga berbeda
sedikit dan menimbulkan pta lebar yang tampak dalam spectrum itu.
Tipe
transisi electron
Akan kita
tinjau tipetpe yang berlainan dari transisi electron yang menimblkan spectra uv
atau tampak. Keadaan dasar suatu molekul organic mengandung electron-elektron
valensi dalam tiga tipe utam orbital molekul: orbital sigma, orbital pi,
orbital terisi tetpi tak terikat.
|
Electron 𝝈
H :CH3
|
|
Electron n
CH3 ÖH
|
|
Electron π
CH2 : :CH3
|
Baik orbital
sigma maupun p dibentuk dari tumpan tindih dua orbital atom atau hybrid. Oleh
karena itu maisng-masing orbital molekul ini mempunyai suatu orbital sigma*
atau pi* antibonding yang berkaitan dengannya. Suatu orbital yang mengandung pi
eektron tidak mempunyaisuatu orbital antobonding. Transisi-transisi electron
mencakuppromosi suatu electron dari salah satu dari tiga keadaan dasar (sigma,
pi atau electron terisi tapi tak terikat)
Absorpsi
Oleh poliena
Dibutuhkan
energy yang lebih renah untuk mempromosikan sebuah electron π dari 1,3 butadiena dari pada untyk
mempromosikan sebuah electron pi etilena. Ini disebabkan krena rendahnya
selisih energy antara HOMO dan LUMO bagi ikatan rangkap terkonjungsi
dibandingkan selisih ikatan rangkap menyendiri. Stabilisasi-resonansi keadaan
eksitasi suatu diena terkonjungsi merupakan satu factor yang mengurangi energy
keadaan eksitasi.
Karena di
butuhkan energy yng lebih keci untuk suatu transisi dari π→π* dari 1,3
butadiena, diena ini menyerap radasi uv pada panhang grombang yang lebij
panjang dari pada etiena. Makin banyka ikatan rangkap terkonjungsi ditambahkan
pada suatu molekul. Makin keci energy yng diperlukan untuk mencapai keadaan
tereksitasi pertama. Konjungsi yang cukup akan menggeser absorpsi ke anjang
gelombang dalam daerah tampak dari spectrum itu; suatu senyawa dengan konjugasi
yang cukup akn berwarna. Misalnya likopena, senyawa yang menyebabkan tomat
berwarna merah, mempunya sebelas ikatan rangkapterkonjugasi.
Absorpsi Oleh Aromatik
Benzene dan
srenyawa aromatic lain memperaakan spectra yang lebih komplek dari pada
diterangkan oleh transisi π→π*. Kompleksitas itu disebabkan oleh adanya beberapa
keadaan seksitasi rendah. Benzene menyerap dengan kuat pada 184 nm dan pada 202
nm dan mempunyai sederet pita absorpsi antar 230-270 nm. Sering panjang
gelombang 260 nm dilaporkan sebagai λmax untuk benzene karena ituah
posisi absorpsi terkuat pada panjang gelombang diatas 20 nm. Pelarut dan
substituent pada cincin mengubah spectra uv enyawa benzena.
Adsorpsi
radiasi uv oleh sernyawa aromatic yang terdiri dari cincin benzene terpadu
bergeser ke panjang gelombng yang lebih panjang dengan bertambah banyaknya
cincin itu, karena bertambahnya konjugais dan membesarnya stabilitas resonansi
dari keadaan eksitasi.
Absorpsi
yang ditimbulkan oleh transisi electron n
Tahkah
engkau, senyawa yang mengandung nitrogen, oksigen, sulfur, fosfor atau saah
satu haogen semuanya memunyai electron n menyendiri???....
Jika struktur
itu memiiki ikatan π, electron n ini hany dapat mejalani transisi n → 𝝈*.
Karena eektron n ini memiiki energy yang ebih tiggi daripada elektro 𝝈
atau π, maka diperlukan energy yang lebih tinggi dari pada electron n, dan
trransisi terjadi pada panjang gelombang yang lebih anjang dari pada transisi 𝝈→𝝈*.
Warna dan Penglihatan
Warna memainkan perasaan penting dalam masyarakat
sejak pertama kali megetahu baagiman amewarnai pakain dan benda-bemda lain.
Warna merupakna hasil dari suatuperangkat kopleks dari respons faali maupun
psikoogis terhadap panjang gelombang cahaya antara 400-750 nm, yang jaytuh pada
selaput jala (retina) mata. Jika semua panjang gelombang cahaya tampak mengenai
seaput jaa, akan diterima warna putih; jika tdak satupun yang mengenai selaput
jala, maka akan diterima warna hitam atau kegeapan. Jika panjangbgelombang
dengan rentang sempit jatuh pada selapt jala, akan diamati warna-warna
individu.
Pengindraan waran ditimbulkan oleh berbagai proses
fisis. Contoh:
1.
Warna kuning-jingga nyala natrium ditimbulkan oleh
pancaran cahaya dengan suatu panjang geombang 589 nm; dibsebabkanoleh
kembalimya electron tereksitasi ke orbital-orbita energy rendah.
2.
Suatu prisma menyebabkan difraksi cahaya yang
berubah-ubah menutrut panjang geombnahgnya; panjang gelombnang
yangbterpisah-pisah kelihatan seperto pola pelangi.
Interferensi
diakibatkan oleh dipantulkannya cahaya pada dua permukaan film yang sangat
tipis.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar