吸收

吸收 (Absorption)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

「吸收(Absorption)」和「吸附(Adsorption)」，兩個長得很相像的詞，常常被眾人混用。吸附指Ａ物質「吸引附著」於Ｂ物質「表面」；而吸收是指Ａ物質或是能量「吸引進入」到Ｂ物質的過程。所以我們說：氮氣「吸附」在沸石的表面，而不是氮氣被沸石「吸收」了；水「吸收」氨氣，而不是水「吸附」了氨氣，因為氨氣溶解進了水中。

吸收可以是一個物理或是化學現象。例如水進入了海綿，填滿了海綿周圍的孔隙，使水被海綿的結構體包圍，可以稱之為水被海綿吸收。吸收包括物質的吸收、能量的吸收、或是原子核內的中子吸收等，和物質的傳遞具有密切的關係。物質的吸收，例如原子、分子、或離子進到塊狀物質中，是因為在塊狀物質（吸收物）的中間有足夠大小的孔隙可以讓粒子（被吸收物），而孔隙邊緣的分子和被吸收物有較大的作用力，因此當被吸收物通過吸收物時，會受到吸引而停留在孔隙當中；或者是被吸收物與吸收物兩者形成更穩定的結構，甚至是進行化學反應。

能量的吸收包含光的吸收、電磁波的吸收等，隨時都發生在我們日常生活中。當物質接收到光或電磁波時，光或電磁波之能量可以在約10^-15秒之內傳遞給電子使其躍遷至更高的激發態能階，即「電子吸收了光或電磁波」。不同能量引發電子進行不同能階躍遷，其電子組態能階、振動能階、轉動能階等躍遷所需能量大致可對應到紫外線與可見光、紅外線、微波的波長範圍。由於能階躍遷需要吸收特定能量，因此觀察到的吸收光譜為連續光譜上有不連續黑線區存在，黑線處即為能量被吸收處。

光通過溶液時，有時光會被溶液中的溶質吸收，其光的吸收量可以利用吸收度(absorbance)、穿透度(transmittance)、吸收率(absorptance)等物理量呈現。一般而言在較稀薄的溶液當中，光的吸收度和溶液濃度遵守比耳定律(Beer-Lambert Law)成正比，其斜率為溶質的吸收係數(absorptivity)，然而當溶液濃度過高、折射率與溶液環境的改變、化學平衡等原因，溶液將不再適用比耳定律。

熱的吸收當中，其中熱輻射是透過電磁波的方式進行吸收；而熱的對流不涉及吸收，僅熱的傳導是由於一個分子向另外一個分子傳遞其振動能，有時候如金屬還包含了自由電子的移動，造成低溫者吸收高溫者熱量，系統趨近於熱平衡的結果。和電磁波的吸收不同，熱傳導並不需要考慮到吸收光譜波長的問題。

參考資料：
1. Zumdahl, S. S. Chemical Principles, 5^th edition; Houghton Mifflin Company: Boston, 2003; p. 741.
2. Wikipedia– Absorption (chemistry) http://en.wikipedia.org/wiki/Absorption_%28chemistry%29