Spektroskopija
Spektroskopija ir gaismas izpēte kā izstarotā, atstarotā vai caur cietu vielu, šķidrumu vai gāzi izstarotā, atstarotā vai izstarotā viļņa garuma funkcija. Lai analizētu ķīmisko vielu, to uzkarsē, jo karstas lietas spīd, un katra ķīmiskā viela spīd atšķirīgi. Dažādie mirdzuma viļņu garumi veido krāsu spektru, kas dažās detaļās atšķiras no citām ķīmiskajām vielām. Spektroskopija atdala un mēra dažādu viļņu garumu spilgtumu. Tā var identificēt maisījumā esošās ķīmiskās vielas un noteikt dažas citas lietas, piemēram, cik karsta ir lieta.
Spektroskopija ļauj zinātniekiem pētīt un izpētīt lietas, kas ir pārāk mazas, lai tās redzētu ar mikroskopu, piemēram, molekulas un vēl mazākas subatomārās daļiņas, piemēram, protonus, neitronus un elektronus. Šādu gaismas viļņu mērīšanai un analīzei ir īpaši instrumenti.
Alkohola liesma un tās spektrs
Metodes
Infrasarkanā spektroskopija mēra gaismu infrasarkanajā elektromagnētiskajā spektrā. IR spektroskopijas galvenā iezīme ir tā, ka tā ir ļoti noderīga organisko molekulu funkcionālo grupu noteikšanai. Infrasarkanās gaismas absorbcija, ko rada organiskās molekulas, izraisa molekulārās vibrācijas. Vibrācijas frekvences ir unikālas atsevišķām funkcionālajām grupām. Infrasarkano staru spektru grafiski attēlo caurlaidība (%) pret viļņu skaitu (cm-1).
Ar rentgenstaru kristalogrāfiju var aplūkot kristāliskas molekulas struktūru. Katra atoma elektronu mākonis izkliedē rentgena starus, tādējādi atklājot atomu atrašanās vietas. Ar šo metodi var kristalizēt un izmantot dažādas neorganiskas un organiskas molekulas, tostarp DNS, olbaltumvielas, sāļus un metālus. Analīzei izmantotais paraugs netiek iznīcināts.
Ultravioleto un redzamo staru spektroskopija izmanto redzamo un ultravioleto gaismu, lai noteiktu, cik daudz ķīmiskās vielas ir šķidrumā. UV-Vis spektroskopijas darbības pamatā ir šķīduma krāsa. Šķīduma krāsa, ar kuru mēs strādājam, ir krāsaina tā ķīmiskā sastāva dēļ. Tātad šķīdums absorbē dažas gaismas krāsas un atstaro citas krāsas, tā atstarotā gaisma ir šķīduma krāsa. UV-Vis spektroskopija darbojas, laižot gaismu caur šķīduma paraugu un pēc tam nosakot, cik daudz gaismas šķīdums absorbē.
Ar kodolmagnētisko rezonansi var aplūkot kodolus. Tā izmanto dažu kodolu magnētiskās īpašības, visbiežāk 13C un1 H. NMR instruments rada lielu magnētisko lauku, kas liek kodoliem darboties kā maziem stieņu magnētiem. Kodi vai nu izlīdzinās ar instrumenta magnētisko lauku, vai pret to. Šobrīd kodoliem ir divas iespējamās orientācijas - α vai β. Pēc tam kodolus pakļauj radioviļņiem, kas liek α kodoliem pāriet uz β orientāciju. Kad notiek šī maiņa, izdalās enerģija, un tā tiek detektēta. Datorizēta sistēma datus interpretē grafiski (intensitāte pret ķīmisko nobīdi ppm). NMR neiznīcina analīzē izmantoto paraugu. Zemāk ir 900 MHz NMR sistēma.
Saistītās lapas
- Absorbcijas spektroskopija
- Astronomiskā spektroskopija
- Spektroskopija laika diapazonā
- Augera elektronu spektroskopija
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir spektroskopija?
A: Spektroskopija ir gaismas izpēte kā izstarotā, atstarotā vai caur cietu vielu, šķidrumu vai gāzi izstarotā viļņa garuma funkcija.
Q: Kāpēc ķīmijas speciālisti spektroskopijas laikā ķīmisko vielu silda?
A: Katra ķīmiskā viela sakarsēta spīd atšķirīgi, un spektroskopijā analizē ķīmiskās vielas spīdumu, lai noteiktu tās viļņu garuma krāsu spektru, kas atšķiras no citiem.
J: Kā ar spektroskopiju var atšķirt dažādas ķīmiskās vielas?
A: Spektroskopija atdala un mēra ķīmisko vielu spīduma dažādu viļņu garumu spilgtumu.
J: Ko papildus ķīmisko vielu noteikšanai var noteikt ar spektroskopiju?
A: Ar spektroskopiju var noteikt, cik karsts ir analizējamais objekts.
J: Kāda ir spektroskopijas priekšrocība?
A: Spektroskopija ļauj zinātniekiem pētīt un izpētīt lietas, kas ir pārāk mazas, lai tās redzētu ar mikroskopu, piemēram, molekulas un subatomārās daļiņas.
J: Kas nepieciešams, lai spektroskopijā mērītu un analizētu gaismas viļņus?
A: Lai spektroskopijā mērītu un analizētu gaismas viļņus, ir vajadzīgi īpaši instrumenti.
J: Kādi ir daži subatomāro daļiņu piemēri, ko var pētīt ar spektroskopijas palīdzību?
A: Ar spektroskopijas palīdzību var pētīt tādas subatomārās daļiņas kā protoni, neitroni un elektroni.
