A espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-Vis) investiga transições eletrônicas entre orbitais moleculares. Os quatro tipos principais de transição são σ→σ*, n→σ*, π→π* e n→π*, listados em ordem crescente de comprimento de onda. As transições σ→σ* requerem alta energia e ocorrem abaixo de 200 nm, tornando-se observáveis apenas no UV de vácuo. As transições n→π* (ex.: compostos carbonílicos) ocorrem em comprimentos de onda mais longos (270-350 nm) com baixa absortividade molar, enquanto as transições π→π* são tipicamente mais intensas e aparecem na faixa de 160-700 nm, dependendo do comprimento de conjugação.
O espectro UV-Vis é interpretado principalmente em termos de cromóforos — grupos funcionais responsáveis pela absorção (ex.: C=C, C=O, NO₂, anéis aromáticos) — e auxocromos — substituintes que deslocam ou intensificam a absorção sem serem cromóforos por si só (ex.: -OH, -NH₂, -Cl). Um deslocamento batocrômico (deslocamento para o vermelho) move a absorção para comprimentos de onda mais longos, frequentemente causado pelo aumento da conjugação ou substituição por auxocromos. Um deslocamento hipsocrômico (deslocamento para o azul) move a absorção para comprimentos de onda mais curtos, tipicamente devido à perda de conjugação ou efeitos de solvente. Mudanças na intensidade de absorção são denominadas hipercrômicas (aumento) ou hipocrômicas (diminuição).
Os efeitos de solvente fornecem informações estruturais. O aumento da polaridade do solvente geralmente faz com que as transições π→π* sofram um deslocamento batocrômico (estabilização do estado excitado) e as transições n→π* sofram um deslocamento hipsocrômico (estabilização do par de elétrons livres no estado fundamental). As regras de Woodward-Fieser fornecem métodos empíricos para prever o λ_max de dienos conjugados e enonas com base no sistema dieno parental e nas contribuições dos substituintes. Essas regras são valiosas para a elucidação estrutural de compostos insaturados.
A forma da banda e a estrutura fina oferecem pistas adicionais de interpretação. Sistemas conjugados tipicamente produzem bandas largas e sem características distintas, enquanto compostos aromáticos frequentemente exibem estrutura fina vibracional (ex.: as bandas benzenoides em 184, 202 e 255 nm). A presença de estrutura fina pode ajudar a distinguir entre cromóforos semelhantes em diferentes ambientes moleculares.
A análise quantitativa usando UV-Vis baseia-se na lei de Beer-Lambert, A = εbc, onde a absorbância é medida no λ_max — o comprimento de onda de máxima absorção. Para misturas multicomponentes, equações simultâneas baseadas nas absorbâncias em múltiplos comprimentos de onda podem resolver espectros sobrepostos, desde que os componentes obedeçam à lei da aditividade das absorbâncias. Instrumentos modernos incorporam detectores de matriz de diodos para aquisição rápida de espectros completos, permitindo espectroscopia derivativa e calibração multivariada para amostras complexas.
