Оптический диапазон шкалы электромагнитных волн

Спектральная область	ν, см^-1	λ, нм
УФ Вакуумная (дальняя) Ближняя Видимая ИК ближняя средняя (фундаментальная) дальняя	1,33∙10⁴ - 4∙10³ 4∙10³ – 200 200 - 20	10 – 200 200 – 400 400 – 750

В каждой области оптического диапазона пользуются своими, наиболее удобными для измерения единицами. В ИК области пользуются исключительно единицами частот. В УФ и видимой областях обычно используют единицы длин волн.

Спектры атомов в УФ, видимой и ближней ИК областях возникают при переходах внешних (валентных) электронов из одних энергетических состояний в другие и в целом удовлетворительно описываются схемой, приведённой на рис.7.1 Отличительной особенностью атомных спектров является их линейчатая структура. Спектры атомов состоят из большого числа дискретных спектральных линий, объединяемых в отдельные спектральные серии. (линейчатый спектр ││││ ││ ││ ). Положение линий в переделах каждой серии подчиняется определённым закономерностям, характерным для атомов каждого элемента. Исследуя атомные спектры образца, можно установить наличие в нём тех или иных химических элементов.

Спектры молекул значительно сложнее спектров атомов, поскольку обусловлены не только электронными переходами, но и колебаниями атомных ядер в молекуле, а также вращательным движением самой молекулы как целого. Приближенно энергию молекулы Е можно представить в виде суммы электронной Е_е, колебательной Е_νи вращательной Е_r энергией.

Е = Е_е + Е_ν+ Е_r

По порядку величин эти виды энергии различаются весьма существенно: Е_е >> Е_ν >> Е_r . Качественная схема энергетических уровней двухатомной молекулы приведена на рис. Для простоты на ней изображены лишь два электронных уровня, а также относящиеся к ним колебательные и вращательные уровни.

Наибольшим различием энергий характеризуются электронные уровни. Колебательные уровни ν расположены значительно ближе друг к другу. Еще меньше разница в энергии вращательных уровней.

Е= Е_эл+Е_вр+Е_кол

Здесь Е_вр – энергия вращения молекулы вокруг центра тяжести.

При изменении энергии электронов у молекулы одновременно изменяются колебательная и вращательная энергии и вместо электронных наблюдается электронно-колебательно-вращательные переходы. Поскольку их число весьма велико, то электронно-колебательно-вращательный спектр, обычно называемый электронным, принимает вид широких перекрывающихся полос в УФ, видимой и ближней ИК областях.

Молекулярные спектры чрезвычайно специфичны и широко применяются для идентификации веществ и исследования их структуры. (т.е. для качественного анализа)