|
|
|
|
|
|
การดูดกลืนแสงของสารประกอบอินทรีย์
(absorption of organic compound) |
|
สารประกอบอินทรีย์สามารถดูดกลืนแสงได้ในช่วงอัลตราไวโอเลต แต่ถ้าสารอินทรีย์ใดมีส่วนของโครงสร้างที่ทำให้มองเห็นเป็นสี ซึ่งเรียกว่าโครโมฟอร์
(chromophore)
จะสามารถดูดกลืนได้ทั้งในช่วงแสงอัลตร้าไวโอเลตและแสงที่มองเห็นได้ โครโมฟอร์ส่วนมากจะมีพันธะไม่อิ่มตัว
เช่น C=O, C=C, -N=N-, -NO2 เป็นต้น ส่วนหมู่ฟังก์ชันอื่นๆ
เช่น OH, -NH2, -Cl etc. ไม่ดูดกลืนแสง
แต่ส่งเสริมอิทธิพลของโครโมฟอร์ หมู่เหล่านี้เรียกว่า
ออกโซโครม (auxochrome)
หมู่โครโมฟอร์
แบ่งง่ายๆ มี 3 แบบคือ
1. โครโมฟอร์ที่มีหลายพันธะ โดยไม่มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวเช่น
อัลคีน
2. โครโมฟอร์ที่มีหลายพันธะ และมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวเช่น หมู่คาร์บอนิล
3. โครโมฟอร์ที่มีวงเบนซีน เช่น สารประกอบอโรมาติก
ถ้าโครโมฟอร์เกิดคอนจูเกต (conjugated) กันเอง จะทำให้เกิด
แถบการดูดกลืนแสงที่เลื่อนไปทางความยาวคลื่นที่มากขึ้น
|
ออกโซโครม
มีผลต่อสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของโครโมฟอร์ โดยอาจทำให้
ความยาวคลื่นเพิ่มหรือลด หรือทำให้การดูดกลืนเพิ่มหรือลด
มี 4 แบบคือ
1. bathochromic
(red) shift เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการที่
สเปกตรัมการดูดกลืนแสงเลื่อนไปทางความยาวคลื่นยาวขึ้น (max
เพิ่ม)
2. hypsochromic
(blue) shift เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากการที่
สเปกตรัมการดูดกลืนแสงเลื่อนไปทางความยาวคลื่นลดลง (max
ลด)
3. hyperchromic
shift เป็นปรากฏการณ์ที่การดูดกลืนแสงของสารเพิ่มขึ้น
(max
เพิ่ม)
4. hypochromic
shift เป็นปรากฏการณ์ที่การดูดกลืนแสงของสารลดลง
(max
ลด) |
|
|
|
รูปที่
3.6 ผลของออกโซโครมต่อการดูดกลืนสเปกตรัม |
|
ผลของออกโซโครมจะทำให้เกิดการเลื่อนความยาวคลื่นและการเปลี่ยนการ
ดูดกลืนแสงควบคู่กันไปเสมอ ยกตัวอย่างเช่น |
|
ตารางที่ 3.1 การเกิด
hypsochromic shift ของ n-*
ของคาร์บอนิล เนื่องจากหมู่
ออกโซโครม |
|
สารประกอบ |
max (nm) |
max |
|
293 |
12 |
|
279 |
15 |
|
235 |
53 |
|
|
จากตารางจะเห็นว่า
ถ้าคาร์บอนิลที่ต่อกับหมู่ออกโซโครมที่มีอิเล็กตรอน
คู่โดดเดี่ยวเช่น ออกซิเจน ฮาโลเจน อะตอมเหล่านี้จะดึงอิเล็กตรอนจากคาร์บอน
ของคาร์บอนิล ทำให้อิเล็กตรอนเหล่านี้เกาะกันแน่นขึ้น
การเปลี่ยนสภาวะของ n- *
จึงต้องใช้พลังงานสูงขึ้น เกิด hypsochromic shift สังเกตด้วยว่าในขณะเดียวกัน
ก็จะมีการเกิด hyperchromic shift ด้วยเช่นกัน
|
|
ตารางที่ 3.2 การเกิด
bathochromic shift ของ -*
ของวงเบนซีน เนื่องจากหมู่
ออกโซโครม |
|
สารประกอบ |
256 nm |
max |
|
256 |
200 |
|
270 |
1450 |
|
|
วงเบนซีนให้พีคการดูดกลืนในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลต
2 พีค ได้แก่ที่ 204 nm และ 256 nm
พิจารณาที่ 256 nm ถ้ามีหมู่ออกโซโครมเช่น -OH, อิเล็กตรอนที่ไม่ก่อ
พันธะจะเกิดอันตรกิริยากับไพอิเล็กตรอนในวง ทำให้ *
เสถียรมาก มีผลทำให้ดูดกลืนคลื่นแสงที่ความยาวมากกว่าเดิม เกิด bathochromic
shift ในขณะเดียวกันก็จะมีการเกิด hyperchromic shift ด้วยเช่นกัน
|
|
ต่อไปเป็นตัวอย่างสเปกตรัมของ
DNA ซึ่งเป็นตัวอย่างที่เกิดปรากฏการณ์
ที่เรียกว่า bathochromic shift และ hyperchromic shift
โดยไม่มีผลของ
ออกโซโครม คือเมื่อ DNA เกลียวคู่คลายเกลียวออกมาหมดกลายเป็น
DNA
เกลียวเดี่ยว จะเห็นว่าจำนวนรวมของสาย DNA ยังคงเท่าเดิม
แต่ทำให้การดูดกลืน
แสงเพิ่มขึ้นและเลื่อนไปทางความยาวคลื่นที่เพิ่มขึ้นด้วย
|
|
|
|
รูปที่
3.7 การ shift ของสเปกตรัม DNA |
|
ดังนั้นค่าการดูดกลืนแสงของสาร
จึงเป็นค่าที่ขึ้นเฉพาะกับสภาวะแวดล้อม
(condition) นั้นๆ เช่นขึ้นกับ ความเป็นกรด-ด่าง (pH) ของสารละลาย
อุณหภูมิ ชนิดของตัว
ทำละลาย เป็นต้น การรายงานผลสเปกตรัมจึงจำเป็นต้องรายงานสภาวะแวดล้อม
ในขณะที่ทำการทดลองให้ชัดเจน |
|
|
|
|
|
|
|