Молекулярні спектри.
Молекули кожного хімічної сполуки, як і атоми кожного хімічного елемента, мають своїм, неповторним спектром випромінювання. Однак, якщо будь-який хімічний елемент по спектру його атомів визначається зовсім безпомилково і досить легко, то визначення молекулярного з'єднання по його спектру є значно складнішою і не завжди вирішуваною завданням.
По-перше, слід зазначити, що число відомих хімічних сполук дуже велике і спектри більшості з них ще не досліджені.
По-друге, молекулярні спектри значно складніше атомних за своєю структурою. Велика складність спектрів молекул пояснюється декількома причинами. Основна з них полягає в тому, що на відміну від атомів енергія молекули може змінюватися не тільки при переходах електронів з одного рівня на інший, а й в результаті зміни взаємного положення атомів в молекулі або швидкості обертання молекули як цілого. Зміна взаємного положення атомів в молекулі призводить до виникнення коливань, подібних коливань тіл, пов'язаних між собою пружною пружиною.
Коливальний і обертальний руху молекул підкоряються квантовим законам, тому їх енергія квантована. Різниця енергій між сусідніми обертальними рівнями дуже мала, так що навіть при кімнатній температурі кінетична енергія молекул виявляється достатньою для перекладу молекул на збуджені рівні. Отже, вже при кімнатній температурі молекули поряд з поступальним здійснюють і обертальний рух. При цьому різні молекули обертаються з різними кутовими швидкостями.
Енергія ж, необхідна для перекладу молекули на перший збуджений рівень коливального руху, значно перевершує енергію теплового руху молекул при кімнатній температурі. Тому коливання молекул збуджуються тільки при підвищених температурах речовини або при поглинанні світла.
Розщеплення електронних рівнів на велике число коливальних і обертальних рівнів, розташованих близько один до одного, призводить до того, що молекулярні спектри випромінювання і поглинання складаються з великого числа спектральних ліній, які зливаються в широкі смуги.
Так як більшість молекул при високих температурах руйнується, то зазвичай досліджують спектри випромінювання молекул, а спектри їх поглинання.
Для отримання спектру поглинання пропускають світло від джерела із суцільним спектром випромінювання через досліджувану речовину. Останнє поглинає фотони, енергія яких відповідає можливим переходам молекул з одного стану в інший.