Спектр поглощения( определение), графическая зависимость.

Спектр поглощения — зависимость показателя поглощения вещества от длины волны (или частоты, волнового числа, энергии кванта и т. п.) излучения. Он связан с энергетическими переходами в веществе. Для различных веществ спектры поглощения различны.

Исторически первые наблюдения линейчатых оптических спектров поглощения в спектре Солнца проделал в 1802 годуВолластон, но не придал открытию значения, поэтому эти линии были названы «фраунгоферовыми» в честь другого учёногоФраунгофера, который детально изучил их в 1814—1815 гг.

Измерения спектров поглощения могут проводиться как с источником белого света так и с источниками монохроматическогоизлучения.

Для почти свободных атомов и молекул в разрежённых газах оптический спектр поглощения состоит из отдельныхспектральных линий и называется линейчатым.

Разным веществам соответствуют разные спектры поглощения, что позволяет использовать спектроскопические методы для определения состава вещества. Для твёрдых веществ спектры поглощения непрерывны, но встречаются и отдельные линии.

Обычно спектр поглощения выражают в виде графической зависимости оптической плотности A или молярного коэффициента поглощения e от частоты n или длины волны l падающего света. Вместо A или e нередко откладывают их логарифмы.

Кривые в координатах Ig A - l, как показывает рис. 1, при изменении концентрации или толщины слоя перемещаются по ординате вверх или вниз параллельно самим себе, в то время как кривые в координатах A-l (рис. 2) этим свойством не обладают. Существенное значение имеет эта особенность для качественного анализа. При изучении инфракрасных спектров на графике обычно откладывают процент светопропускания как функцию n ' или n.

Рис.1. Зависимость Ig A от l.

1 — раствор концентрации с в кювете толщиной l, см; 2 — раствор концентрации 1/4 с или в кювете толщиной l,см

Графическое изображение распределения поглощаемой энергии по длинам волн называется спектром поглощения. Способы представления спектра различны в зависимости от величин, откладываемых по осям координат (рис. 6.1.).

Количество поглощенной световой энергии выражают величинами Т, А, . Выбор той или иной величины определяется областью спектра, величиной поглощения, задачами исследования и т.п.

В видимой и УФ - областях спектра обычно используют координаты A = f (λ) или lg A = f (λ), ξ=f(λ); в ИК - спектроскопии предпочитают представлять спектры в координатах Т = f ().

Основные характеристики спектра. Участок спектра, на котором наблюдается интенсивное поглощение излучения называют

Рис. 6.1. Способы представления спектров поглощения одних и тех же растворов. (С₁:С₂:C₃=1:2:3).

полосой поглощения. Наибольший интерес для анализа представляют следующие характеристики спектра: число максимумов (полос поглощения), их положение по шкале длин волн, высота максимума (значение молярного коэффициента e в максимуме поглощения), интенсивность полосы поглощения, ширина и форма полосы (рис. 6.2.).

Ширину полосы поглощения принято характеризовать величиной δ - полуширина полосы поглощения; ее измеряют приξ = 1/2ξ_max.

Рис. 6.2. Полоса поглощения.