Справочная

" - 1 2 4 b N O S А Б В Г Д Е Ж З И К Л м Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э

АБСОРБЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

АБСОРБЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ , изучает спектры поглощения электромагн. излучения атомамии молекулами в-ва в разл. агрегатных состояниях. Интенсивность световогопотока при его прохождении через исследуемую среду уменьшается вследствиепревращения энергии излучения в разл. формы внутр. энергии в-ва и (или)в энергию вторичного излучения. Поглощат. способность в-ва зависит гл.обр. от электронного строения атомов и молекул, а также от длины волныи поляризации падающего света, толщины слоя, концентрации в-ва, т-ры, наличияэлектрич. и магн. полей. Для измерения поглощат. способности используютспектрофотометры-оптич. приборы, состоящие из источника света, камеры дляобразцов, монохроматора (призма или дифракционная решетка) и детектора.Сигнал от детектора регистрируется в виде непрерывной кривой (спектра поглощения)или в виде таблиц, если спектрофотометр имеет встроенную ЭВМ. Применение абсорбционной спектроскопии основано на след. законах.

1. ЗаконБугера-Ламберта: если среда однородна и слой в-ва перпендикулярен падающемупараллельному световому потоку, то I = I0 exp(— kd), где I0 и I-интенсивности соотв.падающего и прошедшего через в-во света, d-толщина слоя, k-коэф.поглощения, к-рый не зависит от толщины поглощающего слоя и интенсивностипадающего излучения. Для характеристики поглощат. способности широко используюткоэф. экстинкции, или светопоглощения; k' = k/2,303 (в см-1)и оптич. плотность А = lg I0/I, а также величинупропускания Т= I/I0. Отклонения от закона известны толькодля световых потоков чрезвычайно большой интенсивности (для лазерного излучения).Коэф. k зависит от длины волны падающего света, т.к. его величинаопределяется электронной конфигурацией молекул и атомов и вероятностямипереходов между их электронными уровнями. Совокупность переходов создаетспектр поглощения (абсорбции), характерный для данного в-ва.

2. ЗаконБера: каждая молекула или атом независимо от относит. расположения др.молекул или атомов поглощает одну и ту же долю энергии излучения, т.е./images/enc2/000020.jpg, где с-концентрация в-ва. Если с выражена в моль/л,/images/enc2/000021.jpgназ.молярным коэф. поглощения. Отклонения от этого закона свидетельствуют обобразовании димеров, полимеров, ассоциатов, о хим. взаимодействии поглощающихчастиц.

3. Объединенный закон Бугера-Ламберта-Бера:

/images/enc2/000022.jpg

Видспектра поглощения определяется как природой образующих его атомов и молекул,так и агрегатным состоянием в-ва. Спектр разреженных атомарных газов -ряд узких дискретных линий, положение к-рых зависит от энергии основногои возбужденных электронных состояний атомов. Спектры молекулярных газов- полосы, образованные тесно расположенными линиями, соответствующими переходаммежду колебательным и вращательным энергетич. уровнями молекул. Спектрв-ва в конденсиров. фазе определяется не только природой составляющих егомолекул, но и межмол. взаимодействиями, влияющими на структуру электронныхуровней. Обычно такой спектр состоит из ряда широких полос разл. интенсивности.Иногда в нем проявляется структура колебат. уровней (особенно у кристалловпри охлаждении). Прозрачные среды, напр. вода, кварц, не имеют в спектреполос поглощения, а обладают лишь границей поглощения.

По спектрампоглощения проводят качеств. и количеств. анализ в-в (см. Фотометрическийанализ, Атомно-абсорб-ционный анализ). Абсорбционная спектроскопия широко применяют для изучениястроения в-ва. Она особенно эффективна при исследовании процессов в жидкихсредах; по изменениям положения, интенсивности и формы полос поглощениясудят об изменениях состава и строения поглощающих свет частиц без их выделенияиз р-ров.

Длянаблюдения за процессами, происходящими в течение короткого промежуткавремени (от неск. с до ~ 10-12 с), широко применяют методы кинетич.спектроскопии. Они основаны на регистрации (с помощью фотопластинок илифотоэлектрич. приемников) спектров поглощения или испускания исследуемойсистемы после кратковременного воздействия на нее, напр. быстрого смешенияс реагентами или возбуждения внеш. источником энергии — светом, потокомэлектронов, электрич. полем и т.п. Спектром сравнения служит спектр "невозбужденной"системы. Методы кинетич. спектроскопии используют для изучения механизмар-ций (в частности, для установления состава промежут. продуктов), количеств.определения скоростей р-ций.


===
Исп. литература для статьи «АБСОРБЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ»: ЕльяшевичМ. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; ДайерД. Р., Приложенияабсорбционной спектроскопии органических соединений, М., 1970; НемодрукА. А., Безрогова Е.В., Фотохимические реакции в аналитической химии, М.,1972; Сайдов Г.В., Свердлова О.В., Практическое руководство по абсорбционноймолекулярной спектроскопии, Л., 1973; Методы исследования быстрых реакций,пер. с англ., М., 1977. И. И. Антипова-Каратаева.

Страница «АБСОРБЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.