吸收光谱法：原理与应用

（1）吸收光谱法的定义及涉及范围

吸收光谱法是波谱分析法中的一种。电磁辐射与物质相互作用时产生辐射的吸收，引起原子、分子内部量子化能级之间的跃迁，测量辐射波长或强度变化的一类光学分析方法，称为吸收光谱法。

吸收光谱法是基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法，包括原子吸收光谱法和分子吸收光谱法两类，紫外-可见分光光度法、红外吸收光谱法均属于分子吸收光谱分析法。

吸收光谱法所涉及的光谱名称、波长范围、量子跃迁类型和光学分析方法见表3.1。

表3.1　吸收光谱法所涉及的光谱名称、波长范围、量子跃迁类型和光学分析方法

注：表中波长范围的界限不是绝对的，各波段之间连续过渡。

（2）吸收光谱法的作用机理(www.xing528.com)

由物理学中可知，分子由原子和外层电子组成。各外层电子的能量是不连续的分立数值，即电子是处在不同的能级中。分子中除了电子能级之外，还有组成分子的各个原子间的振动能级和分子自身的转动能级。

当从外界吸收电磁辐射能时，电子、原子、分子受到激发，会从较低能级跃迁到较高能级，跃迁前后的能量之差为：

式中　E2，E1——分别表示较高能级和较低能级（跃迁前后的能级）的能量；

v——辐射光的频率；

h——普朗克常数，4.136×10-15eV·s。

当某一频率v电磁辐射的能量E恰好等于某两个能级的能量之差E2-E1时，便会被某种粒子吸收并产生相应的能级跃迁，该电磁辐射的频率和波长称为某种粒子的特征吸收频率和特征吸收波长。

电子能级跃迁所吸收的辐射能为1~20 eV，吸收光谱位于紫外和可见光波段（200~780 nm）；分子内原子间的振动能级跃迁所吸收的辐射能为0.05~1.0 eV，吸收光谱位于近红外和中红外波段（780 nm~25 μm）；整个分子转动能级跃迁所吸收的辐射能为0.001~0.05 eV，吸收光谱位于远红外和微波波段（25~10 000 μm）。