En química teórica , las transiciones electrónicas moleculares se producen cuando los electrones de una molécula se excitan desde un nivel de energía a un nivel de energía superior. El cambio de energía asociado con esta transición proporciona información sobre la estructura de la molécula y determina muchas de sus propiedades, como el color . La relación entre la energía involucrada en la transición electrónica y la frecuencia de la radiación está dada por la relación de Planck .
Las transiciones electrónicas en compuestos orgánicos y algunos otros compuestos se pueden determinar mediante espectroscopia ultravioleta-visible , siempre que existan transiciones en el rango ultravioleta (UV) o visible del espectro electromagnético para el compuesto. [1] [2] Los electrones que ocupan un HOMO (orbital molecular más alto ocupado) de un enlace sigma (σ) pueden excitarse hasta el LUMO (orbital molecular más bajo desocupado) de ese enlace. Este proceso se denota como una transición σ → σ* . Del mismo modo, la promoción de un electrón desde un orbital de enlace pi (π) a un orbital pi antienlazante (π*) se denota como una transición π → π* . Los auxocromos con pares de electrones libres (denotados como "n") tienen sus propias transiciones, al igual que las transiciones de enlace pi aromático . Las secciones de moléculas que pueden experimentar tales transiciones electrónicas detectables pueden denominarse cromóforos , ya que dichas transiciones absorben radiación electromagnética (luz), que hipotéticamente puede percibirse como color en algún lugar del espectro electromagnético. Existen las siguientes transiciones electrónicas moleculares:
Además de estas asignaciones, las transiciones electrónicas también tienen asociadas las llamadas bandas. Las bandas siguientes se definen (por A. Burawoy en 1930): [3]
Por ejemplo, el espectro de absorción del etano muestra una transición σ → σ* a 135 nm y el del agua una transición n → σ* a 167 nm con un coeficiente de extinción de 7.000. El benceno tiene tres transiciones aromáticas π → π* ; dos bandas E a 180 y 200 nm y una banda B a 255 nm con coeficientes de extinción respectivamente de 60.000, 8.000 y 215. Estas absorciones no son bandas estrechas sino que son generalmente amplias porque las transiciones electrónicas se superponen a los otros estados de energía molecular .
Las transiciones electrónicas de las moléculas en solución pueden depender en gran medida del tipo de disolvente con desplazamientos batocrómicos o desplazamientos hipsocrómicos adicionales .
Las líneas espectrales están asociadas con las transiciones electrónicas atómicas y los gases poliatómicos tienen su propio sistema de bandas de absorción . [4]
