丁二烯的分子轨道与光谱红移
共轭使 HOMO–LUMO 能隙变小,吸收波长向长波方向移动
丁二烯与乙烯的 π 分子轨道能级对比
展示丁二烯四个 π 分子轨道的能级排布,对比乙烯,说明共轭导致 HOMO-LUMO 能隙减小,吸收波长从 185 nm 红移到 215 nm。
π 分子轨道能级:乙烯 vs 丁二烯
共轭双键越多 · HOMO–LUMO 能隙越小
能量 E ↑
乙烯
2 个 π 电子
ψ₂* (LUMO)
ψ₁ (HOMO)
ΔE 大
λ = 185 nm
远紫外 · 无色
1,3-丁二烯
4 个 π 电子 · 共轭
ψ₄*
ψ₃* (LUMO)
ψ₂ (HOMO)
ψ₁
ΔE 小
λ = 215 nm
近紫外 · 仍无色
共轭 → 红移
成键轨道
反键轨道
π 电子
跃迁
核心结论
— 共轭使 π 轨道分裂为更多能级,
HOMO–LUMO 能隙变小
,吸收波长向长波(红)方向移动。
延伸
— 当共轭双键数 ≥ 8 时,吸收进入可见光区,分子开始呈现互补色(如 β-胡萝卜素显橙色)。
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