吸收波谱 absorption spectrum

互联网2013-11-14

605

表示吸收率或吸收系数与被吸收的单色光波长或振动数之间的关系。根据 Born－ Oppenheimer的近似，分子内部的能量 E可以 Ee ， Ev 、 Er 的总和表示。其中 Ee 是取决于电子运动状态的能量， Ev 是取决于原子核运动状态的能量， Er 是取决于分子整体旋转状态的能量。这些能量都是被量子化的，在系统内取固有的（电子）离散值。一般将离散的能量状态称为能级（ energy level），最低的状态称为基态（ groundstate），其它状态叫做激发态（ excited state）。光的吸收是由于系统从光子接受能量后，从某个能级 E1 往更高的能级 E2 过渡。因为波长为λ的光子具有能量 hc／λ（ h是普朗克常数， c是光速），所以被吸收的光波长可以λ＝ hc／（ E2 － E1 ）表示。 E1 和 E2 都属于 Er 时，从长波长的红外线区域向微波区域传播，可观测到旋转波谱。在 Er 和 Ev 变更过渡的情况，在红外区可见到振动旋转波谱， Ee 也变更的情况，在可见光区或紫外区出现电子波谱。分子的电子波谱一般由几个吸收带组成，造成吸收带宽度（ width of ab－ sorption band）的原因有下列三种：（ 1）振动：由于测量条件（如光谱仪的分辨率或温度）的限制，不能将取决于旋转状态的细微结构分开，这就在吸收光波长的吸收带宽度上表现出来。（ 2）过渡前后的各激发态，因其寿命（ life time）τ有限，根据量子力学的不确定性原理，其能量 E，△ E＝ h／τ是不确定的。（ 3）由于系统内部或外部的情况不固定，能量状态就会产生统计的分布。