Što je apsorpcijski spektar?

Spektar apsorpcije dobiva se izlaganjem uzorka čistog spoja svjetlu. Količina energije koju preuzimaju molekule u uzorku iscrtava se dok spektroskop skenira valne duljine od crvene do ultraljubičaste. Kemičari koriste apsorpcijski spektar kako bi identificirali nepoznate organske spojeve i spojeve prijelaznih metala. Biolozi koriste apsorpcijske spektre kako bi povezali valne duljine svjetlosti apsorbirane tijekom fotosinteze s različitim biljnim pigmentima.

Vidljiva svjetlost, ili svjetlost koju ljudsko oko može detektirati, kreće se u valnim duljinama od oko 400 do 700 nm (1.5 x 10-5 do 2.8 x 10-5 inča). Da bi predmet izgledao obojen, mora apsorbirati energiju unutar ovog pojasa. Atomske strukture koje to čine nazivaju se kromofori i dvije su glavne vrste: ioni prijelaznog metala i konjugirane organske veze, kakve se javljaju u dvostrukim i trostrukim vezama ugljik-ugljik.

Energija koju apsorbiraju prijelazni metali povezana je s kvantnim energetskim skokom kada se elektron vanjske ljuske potakne u energičniju orbitalu. Ova pobuđena stanja nisu stabilna i energija se brzo ponovno oslobađa. Prijelazni metali pojavljuju se u sredini periodnog sustava.

Konjugirane organske molekule često se sastoje od niza parova dvostruka-jednostruka veza u dugom lancu. Likopen, s 12 dvostrukih jednostrukih parova, crveni je pigment rajčice, a beta-karoten, s 11 parova, je narančasti pigment mrkve. Molekule apsorbiraju energiju fotona jedne valne duljine duž duljine molekule.

Spektar apsorpcije pokazuje široke odgovore umjesto pojedinačnih oštrih vrhova koji bi se očekivali od apsorpcije jedne valne duljine svjetlosti. To je zbog nekvantne apsorpcije energije od strane drugih dijelova molekule. Spektri su dovoljno karakteristični da se mogu koristiti za kvalitativnu identifikaciju spojeva. Organski laboratoriji imaju referentne knjige spektra apsorpcije.

Plamenski instrumenti za atomsku apsorpciju mjere koncentraciju metalnih otopina isparavanjem metalnog iona. Oslobađanjem uzorka od drugih komponenti, atomi metala će biti u svom osnovnom stanju. Kada je metalni plin izložen svjetlu, zabilježit će se oštar odgovor jer elektron vanjske ljuske apsorbira energiju određene valne duljine. Ovom tehnikom moguća je kvantitativna analiza metala.
Biolozi koriste studiju spektra apsorpcije kako bi identificirali valne duljine apsorbirane u procesu fotosinteze. Koreliranjem fotosintetskog izlaza s valnom duljinom i poznatim spektrom apsorpcije za svaki biljni pigment, može se ispitati aktivnost svakog pigmenta. Slične tehnike koriste se i za druge reakcije izazvane svjetlom.