La spektroskopija Je tehnika, ki se uporablja v različnih vejah znanosti za preučevanje interakcije med elektromagnetnim sevanjem in snovjo. Temelji na podrobni analizi svetlobe ali drugih oblik elektromagnetnega sevanja, ki jih razčleni na posamezne komponente in preuči posebne značilnosti vsake od njih.
V tem članku vam bomo povedali, kaj je spektroskopija, njene značilnosti in pomen.
Kaj je spektroskopija
Preprosto povedano svetlobo lahko razumemo kot kombinacijo različnih barv oziroma valovnih dolžin. Spektroskopija nam omogoča, da razbijemo svetlobo v njen spekter, ki sega od krajših valovnih dolžin, kot so rentgenski žarki in žarki gama, do daljših valovnih dolžin, kot so mikrovalovi in radijski valovi. Vsako od teh področij elektromagnetnega spektra ima različne lastnosti in obnašanje.
Spektroskopija se med drugim uporablja v številnih znanstvenih disciplinah, kot so fizika, kemija, astronomija in biologija. Zagotavlja ključne informacije o sestavi, strukturi in lastnostih snovi. S proučevanjem spektra sevanja, ki ga snov oddaja, absorbira ali razprši, lahko pridobimo informacije o atomih, molekulah ali delcih, ki sestavljajo to snov.
Obstajajo različne tehnike spektroskopije, vsak od njih se uporablja za analizo različnih vrst elektromagnetnega sevanja in doseganje različnih ciljev. Nekatere običajne tehnike vključujejo absorpcijsko spektroskopijo, emisijsko spektroskopijo, fluorescenčno spektroskopijo in spektroskopijo jedrske magnetne resonance, če naštejemo le nekatere.
vrste spektroskopije
Spektroskopija se uporablja za razumevanje lastnosti kemikalij z analizo količine svetlobe, ki jo absorbirajo. to nam pomaga ugotoviti, kakšna je sestava snovi. Poznamo več vrst spektroskopije, odvisno za kaj jo uporabljamo. To so najbolj znani:
- masna spektroskopija
- Atomska absorpcijska spektroskopija.
- Ramanska spektroskopija
- infrardeča spektroskopija
Masna spektrometrija (ali atomska masna spektrometrija) je metoda, ki se uporablja za določanje atomske mase atomov ali molekul v vzorcu z ioniziranjem kemikalij in razvrščanjem ionov na podlagi njihovega razmerja, mase ali naboja.
Večina masnih spektrometrov uporablja tehniko, imenovano ionizacija z elektronskim udarom. Ta tehnika uporablja elektronski žarek za odstranitev elektrona (ali elektronov) iz molekule, pri čemer nastane radikalni kation. Takšni radikalni kationi so znani tudi kot matični ioni ali molekularni ioni.
Graf, ki prikazuje Intenziteta signala detektorja glede na atomsko maso ionov se imenuje masni spekter. Izotopi so atomi istega elementa, ki imajo enako število protonov (atomsko število), a različno masno število (različno število nevtronov).
atomska absorpcijska spektroskopija
Atomska absorpcijska spektroskopija je postopek analize vidnega ali ultravijoličnega spektra za kvantitativno določanje kemične svetlobe, ki jo oddajajo plinasti atomi. To je postopek, ki se uporablja v kemiji za določanje koncentracije analita, ki je specifičen element v vzorcu.
Zdaj pa poglejmo, kako deluje atomska absorpcijska spektroskopija. Tehnika temelji na Beer-Lambertovem zakonu, ki povezuje absorpcijo svetlobe s strani elementa in jo povezuje z lastnostmi določenega elementa. Elektroni se lahko premaknejo na višje energijske nivoje, ker absorbirajo energijo. To pa ustreza svetlobi z določenimi valovnimi dolžinami, zaradi česar lahko vemo, kateri elementi so v vzorcu, saj vsaka valovna dolžina ustreza določenemu elementu.
Ramanska spektroskopija
Ramanska spektroskopija je tehnika, ki se uporablja za analizo interakcije med svetlobo in snovjo. Ta tehnika temelji na Ramanovem učinku, ki ga je leta 1928 odkril indijski znanstvenik CV Raman. ki vključuje spremembo energije svetlobe pri interakciji z vzorcem.
Ko svetloba pade na vzorec, se del svetlobe razprši in njena energija se spremeni. Ta sprememba energije je posledica interakcije fotonov svetlobe z molekulami vzorca. Nekateri fotoni pridobijo energijo, drugi pa jo izgubijo. To sipanje svetlobe imenujemo ramansko sipanje, razpršena svetloba pa je znana kot ramanska svetloba.
Ramanska spektroskopija izkorišča ta pojav za pridobivanje informacij o sestavi in molekularni strukturi vzorca. Razpršena Ramanova svetloba ima nekoliko drugačno valovno dolžino kot vpadna svetloba., in ta razlika je znana kot Ramanov premik. Ramanov premik zagotavlja informacije o molekularnih vibracijah in načinih vrtenja molekul v vzorcu.
Za to se uporablja instrument, imenovan Ramanov spektrometer. Ta instrument je sestavljen iz visoko zmogljivega laserja, ki oddaja monokromatsko svetlobo, ki je usmerjena proti vzorcu. Ko svetloba laserja interagira z molekulami v vzorcu, pride do Ramanovega sipanja. Razpršena Ramanova svetloba se zbere in usmeri proti detektorju, ki beleži intenzivnost svetlobe kot funkcijo njene valovne dolžine.
infrardeča spektroskopija
Infrardeča spektroskopija je analitična tehnika, ki se uporablja za identifikacijo funkcionalnih skupin v organskih molekulah. V infrardeči spektroskopiji se uporabljata dve vrsti spektrometrov: disperzivni spektrometri infrardečega sevanja in spektrometri infrardečega sevanja s Fourierjevo transformacijo.
Med postopkom infrardeče spektroskopije se izvajajo naslednji koraki:
- Skozi vzorec gre žarek sevanja.
- Vzorec v spektrometru absorbira infrardeče sevanje.
- Ko je absorpcija zaznana in analizirana, se absorpcijski spekter natisne ali prikaže na računalniku.
Vse organske spojine absorbirajo infrardeče sevanje različnih valovnih dolžin preko vezi med molekulami. Ko se atomi združijo, nenehno vibrirajo. Ko organske molekule absorbirajo infrardeče sevanje, vezi med različnimi atomi bolj vibrirajo. Zaradi tega tudi kovalentne vezi v molekulah vibrirajo in so prisiljene raztezati, upogniti ali zvijati. Vse molekule vibrirajo na določeni frekvenci. Vsaka vez znotraj molekule ima edinstveno naravno frekvenco vibracij.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o spektroskopiji in njenih značilnostih.