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Transcripción del video

diferentes moléculas pueden absorber diferentes longitudes de onda y sí 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 v 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 landa máxima entonces la longitud de onda máxima absorbida por esta molécula este aproximadamente 217 nanómetros absorbe en la región v ultraviolet por eso el butadieno no tiene color es transparente pero analicemos la estructura con más detalle observen que tenemos cuatro carbonos y cada uno tiene una hibridación esp 2 eso significa que cada carbono tiene un orbital p así que tenemos cuatro orbitales atómicos y si hablamos de la teoría de los orbitales moleculares estos cuatro orbitales atómicos se combinan para formar cuatro orbitales moleculares 2 orbitales en las antes y dos orbitales anti en las antes vienen aquí abajo tenemos los 4 orbitales moleculares pero primero vamos a enfocarnos en el lado izquierdo vamos a ver los orbitales moleculares en las antes tienen no sé energía que los anti en las antes entonces éste orbital y éste son los orbitales moleculares en las antes en las antes mientras que éste y éste son los orbitales santi en las antes anti en las antes y bueno la energía aumenta así que los orbitales santi en las antes tienen más energía pero vamos a analizar nuevamente la estructura del butadieno y veamos cuántos electrones y tiene aquí tenemos dos electrones pbi 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 éste orbital molecular también tenemos dos así que los cuatro electrones vi están en los orbitales en las antes claro cuando hablamos del estado fundamental éste es el estado fundamental o basal del bhu está bien fundamentadas ahora vamos a imaginar que hacemos incidir una luz sobre el butadieno y que la molécula absorbe energía de essalud así que habrá una diferencia de energía entre los orbitales en particular nos interesan estos dos orbitales entonces hay una diferencia de energía y entre éstos 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 homs mientras que éste orbital que es el orbital anti en la santé como todavía no está ocupado además tiene menor energía que éste este es el orbital molecular desocupado temas baja energía y por sus siglas en inglés se conoce como lum así que cuando hablamos de una molécula que absorbe energía hay que tomar en cuenta el orbital ocupado de más alta energía homo y el orbital desocupado de más baja energía lum porque la diferencia de energía entre estos dos orbitales es lo que nos interesa es 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 xxi está excitado éste es el estado excitado del butadieno entonces estos dos electrón speech 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 que la 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 porsche entre landa 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 homo y lumo corresponde a una cierta longitud de onda por eso aquí en el espectro de absorción del butadieno 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 sólo 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 éstas señalan cha 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 & anal si analizamos esta molécula podemos ver que tenemos dos electrones pi 12 electrones pi ya sabemos que estos electrones estarán en el orbital molecular en la santé a pero déjenme dibujar una línea en este diagrama ok entonces este es nuestro orbital molecular en la santé en la santé y nosotros tenemos dos electrones pig vamos a ponerlos y después bueno aquí arriba está el orbital molecular anti en la santé también llamado pi asterisco entonces hay una diferencia de energía entre el orbital molecular en la santé y el orbital molecular anti en la santé que sería nuestra delta y ya dijimos que esto corresponde a una cierta longitud de onda entonces cuando impulsamos uno de los electrones pídele tan al electrón pasa de pick up 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 pig alpi asterisco es de 180 nanómetros está por debajo del rango en el que se mide cuando usamos un espectrofotómetro v 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 y los electrones que no forman enlaces ocupan orbital anti en la santé que como ya dijimos tiene más energía que el orbital en la santé así que otra posibilidad a esto le llamaremos n es un orbital no en la santé no en la santé aquí tenemos dos electrones y estos electrones tendrán una transición diferente aún estamos hablando tep y asterisco el orbital anti en la santé pero en este caso tenemos una transición dn api asterisco ya que tenemos este carbón y lo así que en este caso no sólo hablamos de los electrones picchu sino también de los electrones libres que hay en el carbón il pero ahora pensemos en la diferencia de energía vienen aquí tenemos una diferencia de energía más pequeña esta diferencia es más pequeña que est y qué pasa con la longitud de onda absorbida bueno sí 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 ser de aproximadamente 290 nanómetros entonces al pasar de eni api 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 absorbí hablaremos más sobre eso en los siguientes videos y también veremos cómo se relaciona con el color