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Transcripción del video

y diferentes moléculas pueden absorber diferentes longitudes de onda y si una molécula puede absorber luz en la región ultravioleta visible del espectro electromagnético entonces podemos encontrar la longitud o longitudes de onda que son absorbidas por ese compuesto usando un espectrofotómetro uve visible lo que hace es irradiar una muestra con luz en un cierto rango de longitudes de onda que van desde aproximadamente 200 hasta 800 nanómetros con lo que obtendremos un espectro de absorción este es el espectro de absorción para el 13 butadieno y podemos ver que esta molécula absorbe más aproximadamente aquí y si bajamos podemos saber a qué longitud de onda corresponde bueno está un poco antes de los 220 nanómetros corresponde a 217 nanómetros y a esta longitud le vamos a llamar lambda máxima entonces la longitud de onda máxima absorbida por esta molécula esté aproximadamente 217 nanómetros absorbe en la región v ultravioleta por eso él butadieno no tiene color es transparente pero analicemos la estructura con más detalle observen que tenemos 4 carbonos y cada uno tiene una hibridación sp2 eso significa que cada carbono tiene un orbital p así que tenemos 4 orbitales atómicos y si hablamos de la teoría de los orbitales moleculares estos 4 orbitales atómicos se combinan para formar cuatro orbitales moleculares dos orbitales en las antes y dos orbitales anti en las antes miren aquí abajo tenemos los cuatro orbitales moleculares pero primero vamos a enfocarnos en el lado izquierdo vamos a ver los orbitales moleculares en las antes tienen menos energía los anti en las antes entonces este orbital y este son los orbitales moleculares en las antes en las antes mientras que éste y este son los orbitales anti en las antes anti en las antes y bueno la energía aumenta así que los orbitales sanz tienen las antes tienen más energía pero vamos a analizar nuevamente la estructura del bota bien y veamos cuántos electrones que tiene aquí tenemos dos electrones pi y aquí tenemos otros dos en total tenemos cuatro electrones pi entonces nosotros tenemos cuatro electrones pero donde los ponemos bueno primero vamos a colocarlos en los orbitales de baja energía en este orbital molecular en la santé tenemos dos y en este orbital molecular también tenemos dos así que los cuatro electrones pi están en los orbitales en las antes claro cuando hablamos del estado fundamental éste es el estado fundamental o basal del bien fundamental ahora vamos a imaginar que hacemos incidir una luz sobre él butadieno y que la molécula absorbe energía de esa luz así que habrá una diferencia de energía entre los orbitales en particular nos interesan estos dos orbitales entonces hay una diferencia de energía entre estos orbitales el orbital de abajo está ocupado por electrones y tiene más energía que éste entonces este es el orbital molecular ocupado de más alta energía que por sus siglas en inglés se conoce como om mientras que este orbital que es el orbital anti enlazan t como todavía no está ocupado además tiene menor energía que éste este es el orbital molecular desocupado de más baja energía y por sus siglas en inglés se conoce como luma así que cuando hablamos de una molécula que absorbe energía hay que tomar en cuenta el orbital dado de más alta energía omo y el orbital desocupado de más baja energía luma porque la diferencia de energía entre estos dos orbitales es lo que nos interesa entonces la molécula absorbe energía y los electrones piqué absorben esa energía son impulsados a un nivel de más alta energía así que ahora estamos hablando del estado excitado excitado éste es el estado excitado del butadieno entonces estos dos electrones se quedan aquí pero uno de estos dos electrones se queda aquí y el otro absorbe energía así que es impulsado a un nivel de mayor energía pasa del orbital omo al orbital lumo pero para lograr esa transición tuvo que absorber una cantidad específica de energía y bueno nosotros sabemos que la energía proviene de la luz y también sabemos qué energía de un fotón es igual a la constante de planck h por la frecuencia de la luz no pero miren en el espectro de absorción tenemos todo en longitudes de onda así que necesitamos escribir la energía en términos de longitud de onda nosotros sabemos que la frecuencia y la longitud de onda están relacionadas por la velocidad de la luz que es igual a la longitud de onda por la frecuencia entonces la frecuencia es igual a la velocidad de la luz entre la longitud de onda y si esto lo sustituimos acá nos queda que la energía es igual a h por c / lambda esto es muy importante porque nos dice que la energía y la longitud de onda son inversamente proporcionales así que podemos decir que una longitud de onda corresponde a una cantidad específica de energía entonces esta diferencia de energía entre el orbital el humo corresponde a una cierta longitud de onda por eso aquí en el espectro de absorción del butt área no estamos hablando de una longitud de onda de 217 nanómetros ahora al principio puede ser confuso porque parece que tenemos un rango muy amplio de longitudes de onda que son absorbidas pero no se preocupen por eso esto solo es el resultado de las diferentes vibraciones y rotaciones de la molécula eso cambia las diferencias de energía un poco y por eso no vemos una sola longitud de onda sino más bien esta señal ancha que corresponde a varias longitudes de onda absorbidas pero bueno lo que hay que hacer es buscar la longitud de onda que se absorbió con más fuerza y esa será la longitud de onda que corresponde a la diferencia de energía entre estos dos orbitales ok ahora veamos otra molécula en lugar del butadieno ahora tenemos si analizamos esta molécula podemos ver que tenemos dos electrones para 12 electrones pi ya sabemos que estos electrones estarán en el orbital molecular en la santé pero déjenme dibujar una línea en este diagrama ok entonces este es nuestro orbital molecular en la santé en la santé y nosotros tenemos 12 electrones pi vamos a ponerlos y después bueno aquí arriba está el orbital molecular anti enlazan t también llamado pi asterisco entonces hay una diferencia de energía entre el orbital molecular en la santé y el orbital molecular anti enlazan t que sería nuestra delta iv y ya dijimos que esto corresponde a una cierta longitud de onda entonces cuando impulsamos uno de los electrones pídele tan al el electrón pasa de pi y asterisco podemos decir que la molécula absorbe energía y la energía corresponde a una longitud de onda en este caso la diferencia de energía del orbital pi al pi asterisco es de 180 nanómetros está por debajo del rango en el que se mide cuando usamos un espectrofotómetro uve visible pero aquí tenemos otra posibilidad voy a resaltar un par de electrones libres en el oxígeno este es un par de electrones que no forman un enlace podemos decir que son electrones no en las antes los electrones que no forman enlaces ocupan un orbital anti enlazan t que como ya dijimos tiene más energía que el orbital enlazan t así que otra posibilidad a esto le llamaremos n es un orbital no enlazan t en la santé aquí tenemos dos electrones y estos electrones tendrán una transición diferente aún estamos hablando de pi asterisco el orbital anti enlazan t pero en este caso tenemos una transición de n api asterisco ya que tenemos este carbón y lo así que en este caso no sólo hablamos de los electrones pi sino también de los electrones libres que hay en el carbono pero ahora pensemos en la diferencia de energía miren aquí tenemos una diferencia de energía más pequeña esta diferencia es más pequeña que ésta y qué pasa con la longitud de onda absorbida bueno si tenemos una diferencia de energía más pequeña como la energía y la longitud de onda son inversamente proporcionales entonces aquí tenemos una longitud de onda mayor en esta transición se absorbe una longitud de onda diferente que resulta de aproximadamente 290 nanómetros entonces al pasar de n a pi asterisco hay una diferencia de energía más pequeña pero que corresponde a una longitud de onda mayor así que conforme disminuye la diferencia de energía entre los orbitales aumenta la longitud de onda absorbida hablaremos más sobre eso en los siguientes vídeos y también veremos cómo se relaciona con el color