Spektroskopie: typy a charakteristiky

spektroskopie

La spektroskopie Je to technika používaná v různých odvětvích vědy ke studiu interakce mezi elektromagnetickým zářením a hmotou. Je založena na podrobné analýze světla nebo jiných forem elektromagnetického záření, jejich rozkládání na jednotlivé složky a zkoumání specifických vlastností každé z nich.

V tomto článku vám řekneme, co je to spektroskopie, její vlastnosti a význam.

Co je to spektroskopie

atomová věda

Jednoduše řečeno, světlo můžeme chápat jako kombinaci různých barev nebo vlnových délek. Spektroskopie nám umožňuje rozbít světlo do jeho spektra, které sahá od kratších vlnových délek, jako je rentgenové a gama záření, až po delší vlnové délky, jako jsou mikrovlny a rádiové vlny. Každá z těchto oblastí elektromagnetického spektra má odlišné vlastnosti a chování.

Spektroskopie se používá v mnoha vědních oborech, jako je mimo jiné fyzika, chemie, astronomie a biologie. Poskytuje zásadní informace o složení, struktuře a vlastnostech hmoty. Studiem spektra záření emitovaného, ​​absorbovaného nebo rozptýleného látkou můžeme získat informace o atomech, molekulách nebo částicích, které tuto látku tvoří.

Existují různé techniky spektroskopie, z nichž každý se používá k analýze různých typů elektromagnetického záření a dosažení různých cílů. Některé běžné techniky zahrnují absorpční spektroskopii, emisní spektroskopii, fluorescenční spektroskopii a nukleární magnetickou rezonanční spektroskopii, abychom jmenovali alespoň některé.

typy spektroskopie

fotoemise

Spektroskopie se používá k pochopení vlastností chemikálií analýzou množství světla, které absorbují. Tento nám pomáhá určit, jaké je složení látky. Máme několik typů spektroskopie v závislosti na tom, k čemu ji používáme. Tyto jsou nejznámější:

  • hmotnostní spektroskopie
  • Atomová absorpční spektroskopie.
  • Ramanova spektroskopie
  • infračervená spektroskopie

Hmotnostní spektrometrie (nebo atomová hmotnostní spektrometrie) je metoda používaná k určení atomové hmotnosti atomů nebo molekul ve vzorku pomocí ionizujících chemikálií a klasifikace iontů na základě jejich poměru, hmotnosti nebo náboje.

Většina hmotnostních spektrometrů používá techniku ​​zvanou ionizace dopadem elektronů. Tato technika využívá elektronový paprsek k odstranění elektronu (nebo elektronů) z molekuly za vzniku radikálového kationtu. Takové radikálové kationty jsou také známé jako mateřské ionty nebo molekulární ionty.

Znázorňující graf intenzita signálu detektoru proti atomové hmotnosti iontů se nazývá hmotnostní spektrum. Izotopy jsou atomy stejného prvku, které mají stejný počet protonů (atomové číslo), ale různá hmotnostní čísla (různý počet neutronů).

atomová absorpční spektroskopie

Atomová absorpční spektroskopie je proces analýzy viditelného nebo ultrafialového spektra za účelem kvantitativního stanovení chemického světla emitovaného atomy plynu. Toto je proces používaný v chemii ke stanovení koncentrace analytu, což je specifický prvek ve vzorku.

Nyní se podívejme, jak funguje atomová absorpční spektroskopie. Tato technika je založena na Beer-Lambertově zákoně, který dává do souvislosti absorpci světla prvkem a dává jej do souvislosti s vlastnostmi určitého prvku. Elektrony se mohou pohybovat na vyšší energetické hladiny, protože absorbují energii. To zase odpovídá světlu se specifickými vlnovými délkami, díky čemuž můžeme vědět, jaké prvky jsou ve vzorku, protože každá vlnová délka odpovídá konkrétnímu prvku.

Ramanova spektroskopie

Ramanova spektroskopie je technika používaná k analýze interakce mezi světlem a hmotou. Tato technika je založena na Ramanově efektu, který objevil indický vědec CV Raman v roce 1928, což zahrnuje změnu energie světla při jeho interakci se vzorkem.

Když světlo dopadá na vzorek, část světla se rozptyluje a mění se jeho energie. Tato změna energie je způsobena interakcí fotonů světla s molekulami vzorku. Některé fotony energii získávají, jiné ji ztrácejí. Tento rozptyl světla se nazývá Ramanův rozptyl a rozptýlené světlo je známé jako Ramanovo světlo.

Ramanova spektroskopie využívá tohoto jevu k získání informací o složení a molekulární struktuře vzorku. Rozptýlené Ramanovo světlo má trochu jinou vlnovou délku než dopadající světlo.a tento rozdíl je známý jako Ramanův posun. Ramanův posun poskytuje informace o molekulárních vibracích a způsobech rotace molekul ve vzorku.

K jeho provedení se používá přístroj zvaný Ramanův spektrometr. Tento přístroj se skládá z vysoce výkonného laseru, který vyzařuje monochromatické světlo, které je nasměrováno na vzorek. Když světlo z laseru interaguje s molekulami ve vzorku, dochází k Ramanovu rozptylu. Rozptýlené Ramanovo světlo se shromažďuje a směřuje k detektoru, který zaznamenává intenzitu světla jako funkci jeho vlnové délky.

infračervená spektroskopie

infračervená spektroskopie

Infračervená spektroskopie je analytická technika používaná k identifikaci funkčních skupin v organických molekulách. V infračervené spektroskopii se používají dva typy spektrometrů: spektrometry disperzního infračerveného záření a spektrometry infračerveného záření s Fourierovou transformací.

Během procesu infračervené spektroskopie se provádějí následující kroky:

  • Vzorkem prochází paprsek záření.
  • Vzorek ve spektrometru absorbuje infračervené záření.
  • Jakmile je absorpce detekována a analyzována, je absorpční spektrum vytištěno nebo zobrazeno na počítači.

Všechny organické sloučeniny absorbují infračervené záření o různých vlnových délkách prostřednictvím vazeb mezi molekulami. Když se atomy spárují, neustále vibrují. Když organické molekuly absorbují infračervené záření, vazby mezi různými atomy více vibrují. Kvůli tomu kovalentní vazby v molekulách také vibrují a jsou nuceny se natahovat, ohýbat nebo kroutit. Všechny molekuly vibrují na určité frekvenci. Každá vazba v molekule má jedinečnou přirozenou frekvenci vibrací.

Doufám, že s těmito informacemi se můžete dozvědět více o spektroskopii a jejích charakteristikách.


Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.