Transizioni elettroniche: un’analisi delle reazioni chimiche in alcune sostanze organiche
Le transizioni elettroniche sono fenomeni che si verificano quando gli elettroni assorbono energia e passano da uno stato energetico base a uno stato eccitato, per poi rilasciare questa energia sotto forma di fotoni durante il ritorno allo stato base. Questo processo fu teorizzato da Niels Bohr nel 1913 e successivamente dimostrato sperimentalmente da James Franck e Gustav Ludwig Hertz. Tali studi hanno confermato l’esistenza di stati energetici quantizzati negli atomi.
Le transizioni elettroniche coinvolgono elettroni legati ai legami σ e π, nonché gli elettroni non coinvolti in legami ma presenti nel guscio esterno, come il doppietto elettronico solitario. Questi fenomeni sono anche osservabili nei complessi di trasferimento di carica, nei quali avviene il trasferimento di una frazione di carica elettronica da un’entità all’altra.
Le transizioni degli elettroni dallo stato fondamentale a uno stato energetico superiore possono essere suddivise in quattro tipi principali. Le transizioni σ → σ* coinvolgono orbitali di legame che trasitano a orbitali di antilegame, mentre le transizioni n → σ* coinvolgono elettroni non legati che transitano da un orbitale di non legame a orbitali di antilegame. Le transizioni π → π* coinvolgono elettroni π che vengono eccitati dall’orbitale di legame π al legame di antilegame π*. Infine, le transizioni n → π* coinvolgono elettroni non legati che transitano da un orbitale di non legame a un orbitale di antilegame π*.
Le transizioni elettroniche d-d e f-f si verificano nei complessi dei metalli di transizione, dei lantanidi e degli attinidi. L’assorbimento di specifiche frequenze della radiazione elettromagnetica provoca transizioni elettroniche in orbitali a maggiore energia quando la luce bianca interagisce con tali composti. Ad esempio, le transizioni elettroniche f-f si manifestano nei complessi dei lantanidi e degli attinidi, i cui elettroni dell’ultimo livello si trovano nell’orbitale f.
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