Estudio de la estructura electrónica y la energía potencial torsional de bifenilo y 2-fenilnaftaleno mediante espectroscopía electrónica

Abstract

Se calculan las energías de transición de bifenilo y 2-fenilnaftaleno en función dei ängulo interanular mediante el método P.I.P. y se comparan con las obtenidas a partir de los espectros electrónicos de absorción en fase vapor y en solución. De esta comparación se estiman ángulos más probables, entre los anillos, para bifenilo y 2-fenilnaftaleno, de 40 y 50° en fase vapor, y de 20 y 30° en solución respectivamente. Las curvas de energía potencial torsional de bifenilo y 2-fenilnaftaleno se calculan sumando las contribuciones de la energía estérica en función del ángulo interanular, debida a la interacción entre átomos no enlazados y a la deformación de la molécula, con la energía del sistema de electrones pi correspondiente a la deslocalización electrónica a través del enlace interanular, expresada tambiến en función del ángulo entre los anillos. Mediante este môtodo se obtienen curvas de energía potencial correspondientes a los estados basal y primeros singuletes excitados de las dos moléculas antes mencionadas. Se registran experimentalmente los espectros electrónicos de ab sorción de bifenilo, fluoreno, 9,10-dihidrofenantreno, 2-fenilnaftaleno, 1,2-benzofluoreno y 5,6-dihidrocriseno a temperatura ambiente y a 77° K, en una mezcla de 2, 2-dimetilbutano y n-pentano. Para bifenilo y 2-fenilnaftaleno se obtienen los espectros electrónicos de absorción en vapor. Para éste último se presentan los espectros de absorción en solución a varias temperaturas entre 363 y 77° К. Se entregan varias evidencias tanto teóricas como experimentales que permiten considerar la banda de absorción observadas en el espectro electrónico de bifenilo como correspondiente al menos a dos transacciones electrónicas. Esto se ha logrado mediante un cálculo de orbitales moleculares con el método P.P.P., que predice la existencia de mal menos dos estados electrónicos singuletes excitados con energías de transición en el rango medido experimentalmente. Además, la banda observada en el espectro de absorción en fase vapor, se ha descompuesto en dos, mediante un ajuste computacional de gaussianas. En solución, empleando la banda ajustada de menos intensidad, se calcula su coeficiente de extinción máximo y el tiempo de vida intrínseco de fluorescencia, obteniéndose una buena concordancia con los datos experimentales. Para comprobar la calidad de las curvas de energía potencial torsional calculadas, se propone un método semiempírico de simulación espectral. La fidelidad de la simulación a la forma de la banda electrónica de absorción correspondiente, a distintas temperaturas, se emplea como indicador de la bondad de las curvas de energía potencial torsional calculadas para el estado electrónico basal de bifenilo y de 2-fenilnaftaleno.