Ein Absorptionsspektrum wird erhalten, indem eine Probe einer reinen Verbindung Licht ausgesetzt wird. Die von den Molekülen in der Probe aufgenommene Energiemenge wird aufgetragen, während ein Spektroskop die Wellenlängen von Rot bis Ultraviolett abtastet. Chemiker verwenden ein Absorptionsspektrum, um unbekannte organische und Übergangsmetallverbindungen zu identifizieren. Absorptionsspektren werden von Biologen verwendet, um die Wellenlängen des bei der Photosynthese absorbierten Lichts mit verschiedenen Pflanzenpigmenten in Beziehung zu setzen.
Sichtbares Licht oder Licht, das vom menschlichen Auge erkannt werden kann, hat eine Wellenlänge von etwa 400 bis 700 nm (1.5 x 10&supmin;&sup5; bis 2.8 x 10&supmin;&sup5; Zoll). Damit ein Objekt farbig erscheint, muss es innerhalb dieses Bandes Energie absorbieren. Die atomaren Strukturen, die dies tun, werden Chromophore genannt und sind von zwei Haupttypen: Übergangsmetallionen und konjugierte organische Bindungen, wie sie in Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen und -Dreifachbindungen vorkommen.
Die von den Übergangsmetallen absorbierte Energie hängt mit dem Quantenenergiesprung zusammen, wenn ein Elektron der äußeren Hülle in ein energiereicheres Orbital gehoben wird. Diese angeregten Zustände sind nicht stabil und die Energie wird schnell wieder freigesetzt. Übergangsmetalle erscheinen in der Mitte des Periodensystems.
Konjugierte organische Moleküle bestehen oft aus einer Reihe von Doppelbindungs-Einzelbindungspaaren in einer langen Kette. Lycopin ist mit 12 Doppel-Einzelpaaren das rote Pigment von Tomaten und Beta-Carotin mit 11 Paaren ist das orangefarbene Pigment von Karotten. Die Moleküle absorbieren die Energie von Photonen einer einzigen Wellenlänge über die Länge des Moleküls.
Ein Absorptionsspektrum zeigt eher breite Reaktionen als die einzelnen scharfen Peaks, die von der Absorption einzelner Lichtwellenlängen erwartet würden. Dies ist auf die nicht-quantenmäßige Absorption von Energie durch andere Teile des Moleküls zurückzuführen. Die Spektren sind charakteristisch genug, um zur qualitativen Identifizierung von Verbindungen verwendet zu werden. Organische Labore haben Nachschlagewerke über Absorptionsspektren.
Flammen-Atomabsorptionsgeräte messen die Konzentration von Metalllösungen durch Verdampfen des Metallions. Indem die Probe von anderen Komponenten befreit wird, befinden sich die Metallatome in ihrem Grundzustand. Wenn das Metallgas Licht ausgesetzt wird, wird eine scharfe Reaktion aufgezeichnet, da ein Elektron der äußeren Hülle Energie einer bestimmten Wellenlänge absorbiert. Mit dieser Technik ist eine quantitative Analyse von Metallen möglich.
Biologen verwenden eine Absorptionsspektrumsstudie, um die Wellenlängen zu identifizieren, die im Photosyntheseprozess absorbiert werden. Durch Korrelation der Photosyntheseleistung mit der Wellenlänge und einem bekannten Absorptionsspektrum für jedes Pflanzenpigment kann die Aktivität jedes Pigments untersucht werden. Ähnliche Techniken werden für andere lichtinduzierte Reaktionen verwendet.