Kas yra absorbcijos spektras?

Absorbcijos spektras gaunamas veikiant gryno junginio pavyzdį šviesa. Energijos kiekis, kurį paima mėginyje esančios molekulės, vaizduojamas, nes spektroskopas nuskaito bangos ilgius nuo raudonos iki ultravioletinės. Chemikai naudoja absorbcijos spektrą nežinomiems organiniams ir pereinamųjų metalų junginiams nustatyti. Absorbcijos spektrus naudoja biologai, norėdami susieti fotosintezės metu sugertos šviesos bangos ilgius su įvairiais augalų pigmentais.

Matomos šviesos arba šviesos, kurią gali aptikti žmogaus akis, bangos ilgis svyruoja nuo maždaug 400 iki 700 nm (1.5 x 10-5 iki 2.8 x 10-5 colių). Kad objektas atrodytų spalvotas, jis turi sugerti energiją šioje juostoje. Atominės struktūros, kurios tai daro, vadinamos chromoforais ir yra dviejų pagrindinių tipų: pereinamųjų metalų jonai ir konjuguoti organiniai ryšiai, tokie kaip dvigubi ir trigubi anglies-anglies ryšiai.

Pereinamųjų metalų sugeriama energija yra susijusi su kvantinės energijos šuoliu, kai išorinio apvalkalo elektronas pakeliamas į energingesnę orbitą. Šios sužadintos būsenos nėra stabilios, o energija greitai vėl išsiskiria. Periodiniai metalai atsiranda periodinės lentelės viduryje.

Konjuguotos organinės molekulės dažnai susideda iš dvigubų jungčių-viengubo jungčių porų ilgoje grandinėje. Likopenas su 12 dvigubų porų yra raudonasis pomidorų pigmentas, o beta karotinas su 11 porų yra oranžinis morkų pigmentas. Molekulės sugeria vieno bangos ilgio fotonų energiją per visą molekulės ilgį.

Absorbcijos spektras pasižymi plačiu atsaku, o ne pavieniais aštriais smailėmis, kurių būtų galima tikėtis sugeriant vieną šviesos bangos ilgį. Taip yra dėl nekvantinės energijos absorbcijos kitose molekulės dalyse. Spektrai yra pakankamai būdingi, kad būtų naudojami kokybiniam junginių identifikavimui. Organinės laboratorijos turi absorbcijos spektrų žinynus.

Liepsnos atominės absorbcijos prietaisai išgaruoja metalo jonus, matuoja metalo tirpalų koncentraciją. Atmetus pavyzdį nuo kitų komponentų, metalo atomai bus pradinėje būsenoje. Kai metalo dujos yra veikiamos šviesos, bus užfiksuotas aštrus atsakas, nes išorinio apvalkalo elektronas sugeria tam tikro bangos ilgio energiją. Naudojant šią techniką galima kiekybinė metalų analizė.
Biologai naudoja absorbcijos spektro tyrimą, kad nustatytų fotosintezės procese sugertus bangos ilgius. Koreliuojant fotosintezės išeigą su bangos ilgiu ir žinomu kiekvieno augalo pigmento sugerties spektru, galima ištirti kiekvieno pigmento aktyvumą. Panašūs metodai naudojami kitoms šviesos sukeltoms reakcijoms.