Поглощение излучения. Ультрафиолетовая и видимая области

Методы, основанные на взаимодействии излучения с веществом. Большое значение имеют различные оптические методы анализа. Измерение поглощения света является основой фотометрии. Различают две группы фотометрических методов колориметрию и спектрофотометрию. В колориметрии сравнивают окраску исследуемого раствора с окраской стандартного раствора. В спектрофотометрии определяют спектр поглощения вещества (раствора) или измеряют светопоглощение при строго определенной длине волны. Как чисто физический метод, фотометрия применяется для анализа растворов красителей, для определения окрашенных окислов азота в газах и т. п. Измерение поглощения в ультрафиолетовой и в инфракрасной частях спектра позволило распространить эти методы на многие бесцветные растворы, не поглощающие света в видимой области. Таким путем анализируют сложные системы, содержащие органические вещества, например различные фракции перегонки нефти, витамины и др. физиологически активные вещества. Измерение поглощения в инфракрасной области используется, кроме того, для определения мути в растворах, пыли в газах. [c.18]

ЛИШЬ при действии довольно жесткого ультрафиолетового излучения с длиной волны меньше 300 нм. Наоборот, вещества, которые могут поглощать световую энергию, окрашены. Например, хлорофилл— сложная органическая молекула, ответственная за поглощение света при фотосинтезе, имеет ярко-зеленую окраску, что соответствует поглощению света в видимой области. На рис. 1.07 представлен спектр поглощения хлорофилла. [c.369]

Стоксовскими потерями при люминесценции называются потери энергии возбуждении я, приво-дяш иек изменению частоты излучения, в результате чего средняя частота излучения оказывается меньше частоты возбуждающего света. Эти потери, вызванные уменьшением величины кванта излучения, остаются даже в идеальном случае люминесценции, при квантовом выходе, равном единице. Стоксовские потери могут быть очень значительны. Во многих случаях излучение в видимой области вызывается поглощением в коротковолновых ультрафиолетовых лучах. Так, например, оранжевое свечение родамина 5 (Хмакс = = 555 ли.) может быть вызвано поглощением резонансной линии ртути 253,7. А. Таким образом, в этом случае отношение средней частоты излучения к частоте поглощаемого света Уд Уп 0,46, и даже при квантовом выходе, равном единице, больше половины энергии возбуждения тратится на стоксовские потери. [c.154]

В практической спектрофотометрии измерения поглощения проводят в спектральной области, которую принято делить на 3 части ультрафиолетовая, видимая и инфракрасная области спектра. Единицей измерения длин волн в ультрафиолетовой части спектра в практической спектрофотометрии обычно служит нанометр (1 нм = 10 см). Ультрафиолетовая область спектра расположена в интервале длин волн 200— 400 нм, видимая область — в интервале длин волн 400—700 нм. Наконец, инфракрасная область спектра начинается примерно с 700 нм. В инфракрасной области спектра единицей измерения длин волн служит микрон (1 мк = 10- см). Очень часто инфракрасное излучение характеризуется волновым числом -V, у= 1Д (где X выражено в см), размерность V соответственно см Например, длина волны 2 лк соответствует волновому числу 5000 слг . Имеются специальные таблицы пересчета волновых чисел в длины волн. Наиболее доступная инфракрасная область расположена в интервале 0,7—20 мк, более длинноволновая область инфракрасного спектра малодоступна и практической спектрофотометрией пока не используется. [c.245]

Рис. 14. Электронные переходы молекул при поглощении квантов излучения в видимой и ультрафиолетовой области спектра

Поглощение излучения в видимой или ультрафиолетовой областях приводит к изменению электронной энергии молекулы, которое всегда сопровождается также изменением вращательной и колебательной энергии. Поэтому полный электронный спектр состоит из ряда систем полос. Каждая система (см. приложение, рис. 20) соответствует определенному изменению электронной энергии и включает много полос, каждая из которых относится к определенному колебательному переходу и еще может иметь вращательную тонкую структуру. Большинство переходов в инфракрасной области, обладающих наибольшей интенсивностью, обусловлены изменением колебательного квантового числа (обычно от какого-либо его небольшого значения), как правило, на одну или две единицы. Однако в электронных спектрах, хотя большинство молекул находилось первоначально в низших колебательных состояниях, колебательное квантовое число может меняться на несколько единиц. Дело в том, что электронный переход осуществляется гораздо быстрее, чем молекулярное колебание. Поэтому межъядерное расстояние [c.334]

К - коэффициент поглощения излучения в ультрафиолетовой и (или) видимой области спектра при аналитической длине волны [c.75]

Поглощение излучения. Ультрафиолетовая и видимая области [c.45]

Спектроскопические методы структурного анализа связаны с поглощением молекулами лучистой энергии. Обычно считают, что молекулы могут поглощать энергию в четырех областях электромагнитного спектра (рис. 6-1), в результате чего появляются так называемые вращательные, колебательно-вращательные, колебательные и электронные спектры. Для возбуждения электронов обычно требуется энергия порядка 1,5—8,0 эв, т. е. энергия, которая обусловливает излучение в видимой области или в близкой ультрафиолетовой области спектра, т. е. в границах длин волн от 1500 до 8000 А. Электронный спектр позволяет получить данные о строении как основного, так и возбужденного состояний мо- [c.194]

Спектроскопические методы структурного анализа связаны с поглощением молекулами лучистой энергии. Обычно считают, что молекулы могут поглощать энергию в четырех областях электромагнитного спектра (рис. 6-1), в результате чего появляются так называемые вращательные, колебательно-вращательные, колебательные и электронные спектры. Для возбуждения электронов обычно требуется энергия порядка 1,5—8,0 эв, т. е. энергия, которая обусловливает излучение в видимой области или в близкой ультрафиолетовой области спектра, т. е. от 1500 до 8000 А . Электронный спектр позволяет получить данные о строении как основного, так и возбужденного состояний молекулы, хотя этот метод используется для определения строения молекул не так широко, как другие спектроскопические методы. Однако внимание, которое в последнее время уделяется электронным спектрам комплексов переходных металлов (гл. 7), и попытки корреляции и определения [c.187]

Спектроскопия адсорбированных молекул. Поглощение молекулами электромагнитного излучения в видимой области, являющееся причиной наличия окраски у веществ, а также поглощение в ближней ультрафиолетовой (УФ) области может быть зарегистрировано с помощью стандартных спектрометров. По сравнению с визуальным наблюдением цветовых переходов индикаторов инструментальный метод обладает двумя преимуществами 1) расширяется спектральный диапазон исследования 2) появляется возможность количественного измерения спектральных характеристик— длин поглощаемых волн и интенсивностей поглощения. [c.217]

Происхождение. Поглощение излучения в видимой и ультрафиолетовой области вызывает возбуждение электронов в молекулах с переходом с низших энергетических уровней на высшие. Полосы поглощения иногда могут иметь еще тонкую структуру за счет колебательных и вращательных переходов с гораздо меньшей энергией, но при обычном снятии спектров в растворах тонкая структура спектров либо отсутствует, либо слабо выражена. [c.149]

В инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра велико поглощение энергии излучения. В видимой области сравнительно мало селективное поглощение, отсюда бесцветность воды. [c.284]

Метод абсорбционной спектроскопии (спектрофотометрии) относится к оптическим методам анализа и основан на взаимодействии вещества с излучениями ультрафиолетовой (УФ), видимой и инфракрасной (ИК) областей электромагнитного спектра, а именно на избирательном поглощении электромагнитного излучения однородными нерассеивающими системами. [c.5]

Переходя к более коротким волнам, попадаем в оптические области спектра инфракрасную, видимую и ультрафиолетовую. Разложение излучения в спектр осуществляется с помощью оптических спектральных аппаратов. Излучение и поглощение света в оптических областях спектра тесно связано со строением отдельных атомов и молекул и широко используется в спектральном анализе. [c.26]

Спектры поглощения веществ в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях широко используют для аналитических целей. При этом интенсивность полос поглощения, характеризующую концентрацию анализируемого вещества, измеряют как отношения интенсивностей монохроматического излучения падающего на образец 0 и прошедшего через него/(. Интенсивность поглощения и пропускания образцом излучения может быть выражена следующим образом /1//0) 100 — процент пропускания [(/о—/1)//о]ЮО — доля поглощенного излучения, %. [c.56]

В ней измеряют увеличение объема газа вследствие поглощения им инфракрасного излучения. В видимой и ультрафиолетовой областях используют преимущественно рассмотренные ранее (разд. 5.2.1.3) фотоэлектронные умножители. Все упомянутые приемники и лучения применяют в определенных спектральных областях обычно они обладают различной спектральной чувствительностью [551. [c.237]

Зависимость поглощения (уменьшения интенсивности) от длины волны к (или частоты V, поскольку с = уХ) представляет собой спектр поглощения. В дальнейшем наше внимание будет обращено на спектры поглощения в ультрафиолетовой (200— 400 нм) и видимой (400—700 нм) областях спектра. Происхождение этих спектров связано с электронными переходами в молекулах под воздействием поглощенных квантов света, и поэтому их называют электронными спектрами поглощения. Многие рассматриваемые ниже закономерности имеют общее значение и справедливы для излучения любых длин волн. [c.643]

Кварцевым спектрофотометром СФ-4 (или СФ-4А) измеряют оптическую плотность или светопропускание и снимают спектры поглощения жидких и твердых прозрачных веществ в диапазоне длин волн 220—1100 ммк, т. е. в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Прибор состоит из а) монохроматора с кварцевой призмой, поворотом которой на выходную щель монохроматора направляется свет желаемой длины волны б) усилителя с отсчетным устройством, с помощью которого измеряется интенсивность монохроматического излучения, прошедшего через кюветы в) стабилизатора напряжения, обеспечивающего стабильность ультрафиолетового светового потока, излучаемого водородной лампой. [c.83]

Поглощение частицами электромагнитного излучения происходит квантами и сопровождается переходом их в возбужденное состояние, отличающееся от исходного на величину /IV. Поэтому поглощение может произойти лишь в том случае, если у частицы существует состояние с энергией, отличающейся на величину /гv от исходного (как правило, основного) состояния. Поглощение электромагнитного излучения в ультрафиолетовой, видимой и близкой инфракрасной области спектра (К = 100 1000 нм) сопровождается возбуждением электронов, т. е. переходом одного из них на вакантную молекулярную или атомную орбиталь. Поглощение излучения в средней инфракрасной области (А. = 3000 ч- 30 ООО нм) сопровождается переходом молекул на более высокие колебательные уровни энергии. В соответствии с этн.м спектры поглощения в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях являются электронными пeктpa пI, а спектры в средней инфракрасной области — колебательными спектрами. [c.35]

Ультрафиолетовые спектры. Лигнин интенсивно поглощает излучение в УФ-области спектра, что обусловлено его ароматической природой. Наличие хромофоров с протяженной системой сопряженных двойных связей приводит также к поглощению и в видимой области спектра. УФ-спектры различных препаратов лигнина обычно очень похожие на рис. 12.1. а приведены типичные спектры хвойных и лиственных лигнинов. Спектральные кривые показывают сильный максимум поглощения при длине волны около 205 нм. Затем поглощение при увеличении длины волны уменьшается, кривые имеют ярко выраженное плечо при 230 нм, минимум около 260 нм и характерный максимум около 280 нм. Дальнейшее плавное снижение в сторону видимой области сопровождается появлением плеча при 300...360 нм. Размытый характер спектра в области электронных переходов объясняется наложением полос поглощения, обусловленных разнообразньши фенилпропановыми единицами. Делаются попытки выделить отдельные полосы поглощения, соответствующие определенным энергиям перехода электронов в отдельных конкретных структурах, с целью количественного анализа химического строения лигнина [29, 38]. [c.414]

Цвета металлов. Непрозрачность металлов вызвана рассей-ванием электромагнитных волн свободными электронами. Высокая отражательная способность, обусловливающая характерный блеск металлов, объясняется отсутствием поглощения видимого света, но ультрафиолетовое излучение металлы поглощают. Присущий металлам в большей или меньшей мере серебристый цвет является следствием того, что полоса поглощения частично захватывает видимую область и создает в отраженном свете незначительную разность длин волн. Между тем золото и медь обладают собственными, только им присущими цветовыми оттенками. Медь поглощает свет с длиной волны 580 нм, энергия этого излучения в пересчете составляет 2,1 эВ 201,9 кДж-моль )- Основное состояние свободного атома зэСи имеет электронную конфигурацию 1з 2з 2р 3з23р 3(1 4з металлическая медь имеет частично заполненную электронами 4з-зону, которая выше по энергии, чем заполненная 3(1-зона (в эту зону включаются свободные электроны в количестве по одному электрону на каждый атом металла). Между указанными двумя зонами существует разность энергий, которая приблизительно оценивается в 2,1 эВ падающий свет с длиной волны <[580 нм возбуждает переходы электронов из нижней зоны в верхнюю, а свет с большими длинами волн отражается, придавая меди красноватый цвет. Золото поглощает излучение с длинами волн -<500 нм, поэтому имеет желтую окраску. Между 5(1- и бв-зонами существует интервал, соответствующий разности энергий 2,5 эВ. У серебра максимальная длина волны поглощаемого света составляет 270 нм, и поэтому серебро нам кажется белым. Разность энергий между 4(1- и 5з-зонами соответствует 5,1 эВ. [c.137]

Величина кванта энергии в видимой или ультрафиолетовой областях изменяется примерно от 40 до 240 ккал1моль, т. е. имеет такой же порядок, как энергии химических связей и энергии активации реакций. Поэтому поглощение излучения в видимой или ультрафиолетовой областях часто приводит к разложению молекулы, а не только к ее возбуждению на высший энергетический уровень. Продуктами такого разложения часто являются атомы или радикалы, которые могут инициировать цепные реакции. Поэтому знание электронных спектров существенно для понимания фотохимических процессов. [c.336]

ЧТО (7.136) — (7.138) применимы также к нейтральным атомам и молекулам. Отрыв электрона и поглощение излучения в видимой и ультрафиолетовой областях спектра имеют место только для энергетических уровней, соответствующих главному квантовому числу, равному или болыпему трех. Поскольку возбунеденные состояния водородоподобны, Мейеротт [58] использовал соотношение сгрв, (где со изме- [c.155]

В фотохимии такие процессы уже давно изучаются. Там исследуется, как химически изменяется какая-либо система за счет поглощения оптического (ультрафиолетового, видимого или инфракрасного) излучения. Эта область в книге почти совсем пе затрагивается, Главное внимание направлено па ионизирующие излучения большой энергии, которые возникают при ядерном распаде или могут быть получены с помощью ускорителей частиц. Энергии, которыми обладают эти виды излучений, по меньшей мере на несколько порядков больше, чем энергии первого порога иоиизации атома или величины химических связей. Ускорители частиц в настоящее время имеют громадные размеры, и верхняя граница энергий, достижимых с иоглощью этих устройств, оценивается в Мэв] ожидается, что будут достигнуты еще ббльише значения. [c.8]

Исследования последних лет показали, что для изучения углеводородного состава и других других физико-химических и коллоидных характеристик топлив и тяжелых нефтяных фракций наиболее перспективны масс-спектральные и радиоспектральные методы (ЯМР и ЭПР). а также методы феноменологической электронной спектроскопии, основанные на принципе квазилинейной связи физико-химических, зависящих от электронной структуры инградиентов, характеристик многокомпонентных химических систем с показателями поглощения излучения в видимой или ультрафиолетовой области. [c.7]

Для исследования органических соединений используются различные области электромагнитного спектра. Излучение, соответствующее ультрафиолетовой и видимой областям спектра (1000—8000 А), вызывает переходы внешних, валентных, электронов на более высокие энергетические уровни, а также изменение колебательной и вращательной энергии молекул. Поэтому ультрафиолетовые и видимые спектры молекул состоят из широких полос поглощения. Положение полос поглощения, их форма и интенсивность определяются строением молекулы (наличие кратных связей, функциональных групп). В ряде случаев УФ и видимые спектры бырают настолько характерны, что могут служить для идентификации соединений. Многие полосы поглощения в УФ и видимых спектрах имеют очень высокую интенсивность, что позволяет работать с очень малыми количествами веществ. Количественная зависимость между интенсивностью поглощения и концентрацией веществ позволяет применять УФ и видимые спектры в количественном анализе. [c.228]

При измерении спектров поглощения в ультрафиолетовой области в качестве источника света используется водородная (дейтеривая) лампа (200—350 нм), а кюветы для раствора вещества, призма и вся оптика в приборе должны быть изготовлены из кварца (обычное стекло непрозрачно для коротковолнового излучения). При работе в видимой области используют тот же прибор, но в качестве источника излучения применяют лампу накаливания (от 350 нм и далее), а кюветы могут быть изготовлены из обычного стекла. В качестве растворителей в УФ спектроскопии применяют вещества, не имеющие поглощения в исследуемой области спектра и не вступающие в химическое взаимодействие с растворенным веществом (см. табл. 1). Для измерения электронных спектров поглощения обычно используют сильно разбавленные растворы (10 —10" моль/л). [c.129]

Электронным переходам соответствуют линии, лежащие в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, а излучению, вызванному колебательными и вращательными переходами, — линии инфракрасной области (рис. 31). Электронные переходы часто сопровождаются одновременным изменением колебательных уровней. В результате спектры испускания молекулы не представляют собой совокупности отдельных линий, отвечающих электронным переходам, а обнаруживают более сложную структуру и имеют вид полос. Практически удобно изучать электронные спектры поглощения, используя жидкости или растворяя исследуемое вещество в малополярном растворителе. При этом электронный спектр не осложняется вращательно-колебательными переходами и лучше поддается интерпретации. Если свет с интенсивностью I проходит в веществе путь дЛиной х, причем концентрация поглощенного вещества равна С, то доля поглощенного света dill равна [c.63]

Вещества, поглощающие только в ультрафиолетовой области, для глаза человека являются бесцветными. Вещества, поглощающие в видимой области, представляются окрашенными. Этого следует ожидать для органических соединений с сопряженными системами я-электронов (например, полнены) или для неорганических ионов с частично заполненными электронными уровнями (так, u +[ls 2sV 3sV ii 4s ] имеет зеленоватую окраску , u [ls 2s 7 3s y3 ii 4s ] бесцветен). Окраска неорганического соединения появляется в случае сильного поляризующего действия соседних частиц, например желтая окраска Agi . В определенной области поглощения глаа человека воспринимает цвет, являющийся только лишь дополнительным к поглощаемому световому излучению (табл. 5.14). [c.229]

Ультрафиолетовая спектроскопия (русское сокращение УФ, международное — UV) основана на аналогичных принципах, с той разницей, что используется излучение с длинами волн от 0,2-10-5 до 0,4-10-6 в этом диапазоне поглощают кратные связи, особенно сопряженные (разд. 3.4), и ароматические соединения. Световые кванты поглощенного излучения вызывают переходы я-электронов или несвязывающих электронов с низших уровней на высшие. Поэтому такие спектры называют также электронными. К ним относят и спектры, полученные при поглощении видимого света, т. е. электромагнитного излучения с длинами волн в диапазоне 0,4-10-6—0,75-10- м (впрочем, с точки зрения определения структуры соединения эта область спектра не имеет большого значения). [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология