Spektroskopija Ievads

Florence/Wikimedia Commons/CC SA 1.0

Spektroskopija ir metode, kas izmanto enerģijas mijiedarbību ar paraugu, lai veiktu analīzi.

Spektrs

Datus, kas iegūti no spektroskopijas, sauc par a spektrs . Spektrs ir intensitātes diagramma enerģiju nosaka attiecībā pret enerģijas viļņa garumu (vai masu vai impulsu, vai frekvenci utt.).

Kāda informācija tiek iegūta

Spektru var izmantot, lai iegūtu informāciju par atomu un molekulu enerģijas līmeņiem, molekulārās ģeometrijas , ķīmiskās saites , molekulu mijiedarbība un saistītie procesi. Bieži vien spektrus izmanto, lai identificētu parauga sastāvdaļas (kvalitatīvā analīze). Spekrus var izmantot arī, lai izmērītu materiāla daudzumu paraugā (kvantitatīvā analīze).

Kādi instrumenti ir nepieciešami

Spektroskopiskās analīzes veikšanai tiek izmantoti vairāki instrumenti. Vienkāršāk sakot, spektroskopijai ir nepieciešams enerģijas avots (parasti lāzers, bet tas var būt jonu avots vai starojuma avots) un ierīce enerģijas avota izmaiņu mērīšanai pēc tam, kad tas ir mijiedarbojies ar paraugu (bieži vien spektrofotometrs vai interferometrs). .

Spektroskopijas veidi

Ir tik daudz dažādu spektroskopijas veidu, cik ir enerģijas avotu! Šeit ir daži piemēri:

Astronomiskā spektroskopija

Debesu objektu enerģija tiek izmantota, lai analizētu to ķīmisko sastāvu, blīvumu, spiedienu, temperatūru, magnētiskos laukus, ātrumu un citas īpašības. Ir daudz enerģijas veidu (spektroskopijas), ko var izmantot astronomiskajā spektroskopijā.

Atomu absorbcijas spektroskopija

Parauga absorbētā enerģija tiek izmantota, lai novērtētu tā īpašības. Dažreiz absorbētā enerģija izraisa gaismas izdalīšanos no parauga, ko var izmērīt ar tādu metodi kā fluorescences spektroskopija.

Vājinātās kopējās atstarošanas spektroskopija

Tas ir vielu izpēte plānās kārtiņās vai uz virsmām. Paraugu vienu vai vairākas reizes caurdur enerģijas stars, un tiek analizēta atstarotā enerģija. Pārklājumu un necaurspīdīgu šķidrumu analīzei izmanto novājinātās kopējās atstarošanas spektroskopiju un ar to saistīto paņēmienu, ko sauc par neapmierinātās daudzkārtējās iekšējās atstarošanas spektroskopiju.

Elektronu paramagnētiskā spektroskopija

Šī ir mikroviļņu tehnika, kuras pamatā ir elektronisko enerģijas lauku sadalīšana magnētiskajā laukā. To izmanto, lai noteiktu nepāra elektronus saturošu paraugu struktūras.

Elektronu spektroskopija

Ir vairāki elektronu spektroskopijas veidi, un tie visi ir saistīti ar elektroniskās enerģijas līmeņu izmaiņu mērīšanu.

Furjē transformācijas spektroskopija

Šī ir spektroskopisko metožu grupa, kurā paraugu apstaro visi attiecīgie viļņu garumi vienlaikus uz īsu laiku. Absorbcijas spektru iegūst, izmantojot iegūto enerģijas modeli matemātisko analīzi.

Gamma staru spektroskopija

Gamma starojums ir enerģijas avots šāda veida spektroskopijā, kas ietver aktivācijas analīzi un Mossbauer spektroskopiju.

Infrasarkanā spektroskopija

Vielas infrasarkanās absorbcijas spektru dažreiz sauc par tās molekulāro pirkstu nospiedumu. Lai gan to bieži izmanto materiālu identificēšanai, infrasarkano staru spektroskopiju var izmantot arī, lai noteiktu absorbējošo molekulu skaitu.

Lāzera spektroskopija

Absorbcijas spektroskopija, fluorescences spektroskopija, Ramana spektroskopija un ar virsmu uzlabota Ramana spektroskopija parasti izmanto lāzera gaismu kā enerģijas avotu. Lāzera spektroskopijas sniedz informāciju par koherentas gaismas mijiedarbību ar vielu. Lāzera spektroskopijai parasti ir augsta izšķirtspēja un jutība.

Masu spektrometrija

Masas spektrometra avots ražo jonus. Informāciju par paraugu var iegūt, analizējot jonu izkliedi, kad tie mijiedarbojas ar paraugu, parasti izmantojot masas un lādiņa attiecību.

Multipleksā vai frekvences modulētā spektroskopija

Šāda veida spektroskopijā katrs reģistrētais optiskais viļņa garums tiek kodēts ar audio frekvenci, kas satur sākotnējo informāciju par viļņa garumu. Pēc tam viļņa garuma analizators var rekonstruēt sākotnējo spektru.

Ramana spektroskopija

Gaismas Ramana izkliedi ar molekulām var izmantot, lai sniegtu informāciju par parauga ķīmisko sastāvu un molekulāro struktūru.

Rentgenstaru spektroskopija

Šis paņēmiens ietver atomu iekšējo elektronu ierosmi, ko var uzskatīt par rentgenstaru absorbciju. Rentgenstaru fluorescences emisijas spektrs var rasties, kad elektrons nokrīt no augstākas enerģijas stāvokļa brīvajā vietā, ko rada absorbētā enerģija.