La спектроскопија То је техника која се користи у различитим гранама науке за проучавање интеракције између електромагнетног зрачења и материје. Заснива се на детаљној анализи светлости или других облика електромагнетног зрачења, разлажући их на њихове појединачне компоненте и испитујући специфичне карактеристике сваке од њих.
У овом чланку ћемо вам рећи шта је спектроскопија, њене карактеристике и значај.
Шта је спектроскопија
Поједностављено речено, светлост можемо разумети као комбинацију различитих боја или таласних дужина. Спектроскопија нам омогућава да разбијемо светлост у њен спектар, који се креће од краћих таласних дужина, као што су рендгенски и гама зраци, до дужих таласних дужина, као што су микроталаси и радио таласи. Сваки од ових региона електромагнетног спектра има различита својства и понашања.
Спектроскопија се користи у многим научним дисциплинама, као што су физика, хемија, астрономија и биологија, између осталих. Пружа кључне информације о саставу, структури и својствима материје. Проучавањем спектра зрачења које емитује, апсорбује или расејава супстанца, можемо добити информације о атомима, молекулима или честицама које чине ту супстанцу.
Постоје различите технике спектроскопије, од којих се сваки користи за анализу различитих врста електромагнетног зрачења и постизање различитих циљева. Неке уобичајене технике укључују апсорпциону спектроскопију, емисиону спектроскопију, флуоресцентну спектроскопију и спектроскопију нуклеарне магнетне резонанце, да споменемо само неке.
врсте спектроскопије
Спектроскопија се користи за разумевање својстава хемикалија анализом количине светлости коју апсорбују. Ово помаже нам да одредимо какав је састав супстанце. Имамо неколико врста спектроскопије, у зависности од тога за шта је користимо. Ово су најпознатији:
- масена спектроскопија
- Атомска апсорпциона спектроскопија.
- Раманова спектроскопија
- инфрацрвена спектроскопија
Масена спектрометрија (или спектрометрија атомске масе) је метода која се користи за одређивање атомске масе атома или молекула у узорку јонизујући хемикалије и класификовање јона на основу њиховог односа, масе или наелектрисања.
Већина масених спектрометара користи технику која се зове јонизација електронским ударом. Ова техника користи електронски сноп за уклањање електрона (или електрона) из молекула, формирајући радикални катјон. Такви радикални катјони су такође познати као матични јони или молекуларни јони.
Графикон који показује интензитет детекторског сигнала у односу на атомску масу јона назива се масени спектар. Изотопи су атоми истог елемента који имају исти број протона (атомски број), али различите масене бројеве (различити број неутрона).
атомска апсорпциона спектроскопија
Атомска апсорпциона спектроскопија је процес анализе видљивог или ултраљубичастог спектра да би се квантитативно одредила хемијска светлост коју емитују гасовити атоми. Ово је процес који се користи у хемији за одређивање концентрације аналита, који је специфичан елемент у узорку.
Сада да видимо како ради атомска апсорпциона спектроскопија. Техника је заснована на Беер-Ламбертовом закону, који повезује апсорпцију светлости елементом и доводи у везу са својствима одређеног елемента. Електрони могу да пређу на више енергетске нивое јер апсорбују енергију. Ово, пак, одговара светлости са одређеним таласним дужинама, захваљујући којима можемо знати који се елементи налазе у узорку, пошто свака таласна дужина одговара одређеном елементу.
Раманова спектроскопија
Раманова спектроскопија је техника која се користи за анализу интеракције између светлости и материје. Ова техника се заснива на Рамановом ефекту, који је открио индијски научник ЦВ Раман 1928. што укључује промену енергије светлости када је у интеракцији са узорком.
Када светлост падне на узорак, део светлости се распршује и његова енергија се мења. Ова промена енергије је последица интеракције фотона светлости са молекулима узорка. Неки фотони добијају енергију, док је други губе. Ово расејање светлости се назива Раманово расејање, а расејано светло је познато као Раманово светло.
Раманова спектроскопија користи предности овог феномена да добије информације о саставу и молекуларној структури узорка. Раманова расејана светлост има нешто другачију таласну дужину од упадне светлости., а ова разлика је позната као Раманов помак. Раманов помак даје информације о молекуларним вибрацијама и начинима ротације молекула у узорку.
Да би се то спровело, користи се инструмент који се зове Раман спектрометар. Овај инструмент се састоји од ласера велике снаге који емитује монохроматску светлост, која је усмерена ка узорку. Када светлост ласера ступа у интеракцију са молекулима у узорку, долази до Раманског расејања. Расејана Раманова светлост се сакупља и усмерава ка детектору, који бележи интензитет светлости у функцији њене таласне дужине.
инфрацрвена спектроскопија
Инфрацрвена спектроскопија је аналитичка техника која се користи за идентификацију функционалних група у органским молекулима. Постоје две врсте спектрометара који се користе у инфрацрвеној спектроскопији: спектрометри дисперзивног инфрацрвеног зрачења и спектрометри инфрацрвеног зрачења Фуријеове трансформације.
Током процеса инфрацрвене спектроскопије спроводе се следећи кораци:
- Сноп зрачења пролази кроз узорак.
- Узорак у спектрометру апсорбује инфрацрвено зрачење.
- Када се детектује и анализира апсорпција, апсорпциони спектар се штампа или приказује на рачунару.
Сва органска једињења апсорбују инфрацрвено зрачење на различитим таласним дужинама кроз везе између молекула. Када се атоми упарују, они стално вибрирају. Када органски молекули апсорбују инфрацрвено зрачење, везе између различитих атома вибрирају више. Због тога, ковалентне везе у молекулима такође вибрирају и присиљене су да се растежу, савијају или увијају. Сви молекули вибрирају на одређеној фреквенцији. Свака веза унутар молекула има јединствену природну фреквенцију вибрације.
Надам се да са овим информацијама можете сазнати више о спектроскопији и њеним карактеристикама.