Что такое абсорбционный спектр?

Спектр поглощения получают, подвергая образец чистого соединения воздействию света. Количество энергии, поглощаемой молекулами в образце, наносится на график, когда спектроскоп сканирует длины волн от красного до ультрафиолетового. Химики используют спектр поглощения для идентификации неизвестных органических соединений и соединений переходных металлов. Спектры поглощения используются биологами, чтобы связать длины волн света, поглощенного во время фотосинтеза, с различными растительными пигментами.

Видимый свет или свет, который может быть обнаружен человеческим глазом, имеет длину волны примерно от 400 до 700 нм (от 1,5 x 10 ^-5 до 2,8 x 10 ^-5 дюймов). Чтобы объект казался цветным, он должен поглощать энергию внутри этой полосы. Атомные структуры, которые делают это, называются хромофорами и имеют два основных типа: ионы переходных металлов и сопряженные органические связи, такие как встречающиеся в двойных и тройных углерод-углеродных связях.

Энергия, поглощаемая переходными металлами, связана с квантовым скачком энергии, когда электрон внешней оболочки повышается до более энергичной орбитали. Эти возбужденные состояния не являются стабильными, и энергия снова быстро высвобождается. Переходные металлы появляются в середине периодической таблицы.

Конъюгированные органические молекулы часто состоят из серии пар двойной связи и одинарной связи в длинной цепи. Ликопин, с 12 двойными одиночными парами, является красным пигментом томатов, а бета-каротин, с 11 парами, является оранжевым пигментом моркови. Молекулы поглощают энергию фотонов одной длины волны по длине молекулы.

Спектр поглощения демонстрирует более широкие отклики, а не единичные острые пики, которые можно было бы ожидать от поглощения одиночных длин волн света. Это связано с неквантовым поглощением энергии другими частями молекулы. Спектры достаточно характерны для качественной идентификации соединений. Органические лаборатории имеют справочники спектров поглощения.

Пламенные атомно-абсорбционные приборы измеряют концентрацию металлических растворов путем испарения иона металла. Избавляя образец от других компонентов, атомы металла будут в их основном состоянии. Когда металлический газ подвергается воздействию света, будет зафиксирован резкий отклик, поскольку электрон внешней оболочки поглощает энергию определенной длины волны. Количественный анализ металлов возможен с этой техникой.

Биологи используют исследование спектра поглощения для определения длин волн, поглощаемых в процессе фотосинтеза. Сопоставляя выход фотосинтеза с длиной волны и известным спектром поглощения для каждого пигмента растения, можно исследовать активность каждого пигмента. Подобные методы используются для других вызванных светом реакций.