molecular spectrum

定義：分子從一種能態(tài)改變到另一種能態(tài)時的吸收或發(fā)射光譜。

學(xué)科：化學(xué)_分析化學(xué)_儀器分析_分子光譜分析

相關(guān)名詞：紫外可見吸收光譜 紅外光譜 電磁波譜

圖片來源：視覺中國

【延伸閱讀】

1666年，英國科學(xué)家牛頓通過棱鏡折射將一束白光分為從紫色到紅色共七種顏色的可見光，完成了太陽光的色散實(shí)驗(yàn)。這一系列的彩色光投影到一個屏幕上出現(xiàn)了一條光帶，牛頓用“光譜”（spectrum）一詞來描述這一現(xiàn)象。這是最早的光譜研究，標(biāo)志著光譜學(xué)科的開始。

光是一種電磁波，它在電場和磁場兩個正交面內(nèi)波動前進(jìn)。光與物質(zhì)相互接觸時，就會與物質(zhì)相互作用（包括吸收、發(fā)射和散射等），其作用的性質(zhì)隨著光的波長（能量）及物質(zhì)的性質(zhì)不同而異。

與分子光譜有關(guān)的能量變化可看作分子的轉(zhuǎn)動、振動和電子運(yùn)動的能量變化。分子的這三種運(yùn)動狀態(tài)都具有一定的能量，屬于一定的能級。分子有不同能量的電子能級，在每個電子能級中因振動能量不同又分為若干個振動能級；在同一個電子能級和同一振動能級中，還因轉(zhuǎn)動能量不同分為若干個轉(zhuǎn)動能級。當(dāng)它們受到電磁輻射的激發(fā)時，會從一個能級轉(zhuǎn)移到另一個能級，稱為躍遷。按量子理論，能級間是不連續(xù)的，具有量子化的性質(zhì)。因此物質(zhì)對不同波長的光線具有不同的吸收能力，物質(zhì)也只能選擇性地吸收那些能量相當(dāng)于該分子振動能變化、轉(zhuǎn)動能變化及電子運(yùn)動能量變化的輻射。

分子在不同能級間躍遷，產(chǎn)生分子光譜。根據(jù)躍遷類型，可分為三類：

1.電子光譜。分子在電子能級間躍遷，產(chǎn)生電子光譜。這種躍遷伴隨著振動和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，所以稱為電-振-轉(zhuǎn)光譜。電子光譜位于紫外-可見光區(qū)，如紫外-可見吸收光譜。

2.振動光譜。分子在振動能級間躍遷，產(chǎn)生振動光譜。這種躍遷伴隨著轉(zhuǎn)動能級的躍遷，所以稱為振-轉(zhuǎn)光譜。振動光譜位于紅外光區(qū)，如紅外光譜。

3.轉(zhuǎn)動光譜。分子在不同的轉(zhuǎn)動能級間躍遷，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動光譜。轉(zhuǎn)動光譜位于遠(yuǎn)紅外光區(qū)和微波區(qū)。

分子光譜是分析工作者常用的一種獲得物質(zhì)定量和定性信息的手段。因其測試簡單便捷、適合多種物態(tài)分析且結(jié)構(gòu)信息豐富，在常規(guī)分析中有著非常廣泛的應(yīng)用。

責(zé)任編輯：張鵬輝