Электронные энергетические уровни атомов. Энергетические уровни молекул. Особенности излучения и поглощения энергии атомами и молекулами.
Энергетический уровень - фиксированное количество энергии, которой обладают ядро атома, электрон, атом или молекула.
В современном понятии об орбитальной модели атома, электроны в атоме способны обладать лишь определёнными величинами энергии, и переходить с одного энергетического уровня на другой лишь скачком. Разница между энергетическими уровнями определяет частоту кванта света, выделяемого или поглощаемого при переходе. Каждой паре значений главного квантового числа n и орбитального квантового числа l соответствует определённый уровень энергии, которой может обладать электрон.
Взаимодействие света с веществом. Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Показатель поглощения, коэффициент пропускания, оптическая плотность раствора. Спектры поглощения вещества. Концентрационная колориметрия.
При прохождении света через вещество интенсивность сета может ослабляться в результате рассеяния и поглощения.
Рассеяние света – явление, при котором распространяющийся в среде световой пучок отклоняется по всевозможным направлениям.
Условие для рассеяния света - наличие оптических неоднородностей (т.е. областей с отличным от среды показателем преломления), которые не поглощают свет).
Поглощение света – ослабление интенсивности света при прохождении через любое вещество вследствие превращения световой энергии в другие виды энергии.
Закон Бугера-Ламберта-Бера описывает ослабление интенсивности света растворами.
Где – интенсивность прошедшего через образец света, – интенсивность падающего на образец света, – количество поглощающих свет молекул, – эффективное сечение поглощения (площадь в молекуле, при попадании в которую происходит поглощение фотона молекулой), – молярный коэффициент поглощения, – молярная концентрация раствора.
Условия выполнения Закона Бугера-Ламберта-Бера
- Использование монохроматического света;
- Равномерное распределение молекул вещества в растворе;
- При изменении концентрации вещества характер взаимодействия растворенных молекул не меняется;
- При измерении не происходят химические превращения молекул под действием света;
- Низкая интенсивность падающего на образец света.
Спектр поглощения — зависимость интенсивности поглощённого веществом излучения (как электромагнитного, так и акустического) от частоты. Он связан с энергетическими переходами в веществе. Спектр поглощения характеризуется так называемым коэффициентом поглощения.
Колориметрия – это физико-химический метод исследования состава биосред по степени окраски их растворов. Основан на визуальных и фотометрических измерениях. Известно, что количественной характеристикой цвета является концентрация красящего вещества в растворе. Для большинства биожидкостей (кровь, моча, желчь) разработаны методики приготовления диагностических растворов. Количественные соотношения метода основаны на законе Бугера – Ламберта – Бера, согласно которому поглощение (абсорбция) света раствором зависит от толщины слоя и концентрации поглощающего вещества в растворе. Этот закон справедлив только для монохроматического излучения, поэтому в качестве облучателя удобно использовать лазер.