光通過某些透明物質(zhì)(固體、液體或氣體)時(shí),其中某些頻率的光會(huì)被選擇地吸收而使其強(qiáng)度減弱,稱為物質(zhì)對(duì)光的吸收現(xiàn)象。原子、分子或離子具有不連續(xù)的、數(shù)目有限的蚤子化能級(jí),只能吸收與兩個(gè)能級(jí)之差相同的或?yàn)槠湔麛?shù)倍的能量。對(duì)于光來說,只能吸收一定頗率的光子,即E1一E0二hv,式中
Eo—吸光物質(zhì)的基態(tài)能級(jí);
E1—吸光物質(zhì)較高的能級(jí).
由于各種物質(zhì)所具有的能級(jí)數(shù)目和能級(jí)間的能量差不同,所以它們對(duì)光的吸收情況不同。表述吸光度隨波長(zhǎng)變化的曲線,叫做吸收曲線或吸收光譜。吸收曲線一般是以波長(zhǎng)(或頻率)為橫坐標(biāo),以吸光度(或百分透射率)為縱坐標(biāo),對(duì)紅外光譜儀,習(xí)慣在橫坐標(biāo)上同時(shí)標(biāo)出波長(zhǎng)和波數(shù),并以百分透射率為縱坐標(biāo)。
1.原子吸收
吸收物質(zhì)為基態(tài)原子。原子的能級(jí)變化是由于原子中價(jià)電子躍遷的結(jié)果,紫外和可見光所具有的能量只能引起zui外層電子(價(jià)電子)的躍遷?;谶@種吸收性質(zhì)建立的分析方法叫做原子吸收光譜分析法。原子吸收光譜的特點(diǎn)是只有一定數(shù)目的、吸收頻率狹窄的和具有明顯吸收峰的吸收曲線.
2.分子吸收
吸收物質(zhì)為多原子的分子或離子.一般來說,分子的總能童為 E總=E電子十E振動(dòng)+E轉(zhuǎn)動(dòng)
式中 E電子—電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能量;
E振動(dòng)—分子中原子之間的相對(duì)振動(dòng)能量;
E轉(zhuǎn)動(dòng)—分子圍繞其質(zhì)量中心轉(zhuǎn)動(dòng)能量.
在分子中,每一個(gè)電子能級(jí)可有多個(gè)振動(dòng)能級(jí),每一個(gè)振動(dòng)能級(jí)可有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。
紫外和可見光的能量與價(jià)電子躍遷吸收的能量相適應(yīng),所以紫外和可見光主要引起分子中價(jià)電子的躍遷.但是,在分子中每個(gè)電子能級(jí)都附加許多振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí),所以分子對(duì)紫外和可見光的吸收光譜呈現(xiàn)具有較寬波長(zhǎng)范圍的吸收帶,基于這類吸收性質(zhì)建立的分析方法叫做紫外可見吸收光譜分析法。
紅外光的波長(zhǎng)較長(zhǎng),能量較小,不能引起電子躍遷,只能導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)和振動(dòng)能級(jí)的躍遷,產(chǎn)生狹窄而緊靠著的許多吸收峰,基于紅外吸收建立的分析方法叫做紅外吸收光譜法。