Kaj je spektroskopija?

Spektroskopija je tehnika, ki uporablja interakcijo energije z vzorcem za analizo.

Podatki, ki jih dobimo s spektroskopijo, se imenujejo a spekter. Spekter je graf intenzitete energija zaznane glede na valovno dolžino (ali maso, zagon ali frekvenco itd.) energije.

Spekter se lahko uporabi za pridobivanje informacij o ravni atomske in molekularne energije, molekularne geometrije, kemične vezi, interakcij molekul in z njimi povezanih procesov. Pogosto se spektri uporabljajo za identifikacijo sestavin vzorca (kvalitativna analiza). Spektri se lahko uporabijo tudi za merjenje količine materiala v vzorcu (kvantitativna analiza).

Za izvedbo spektroskopske analize se uporablja več instrumentov. Najpreprosteje rečeno, spektroskopija zahteva vir energije (običajno laser, vendar je to lahko ionski vir ali vir sevanja) in naprava za merjenje spremembe vira energije po interakciji z vzorcem (pogosto spektrofotometer ali interferometer).

Obstaja toliko različnih vrst spektroskopije, kolikor je virov energije! Tu je nekaj primerov:

Energija nebesnih objektov se uporablja za analizo njihove kemijske sestave, gostote, tlaka, temperature, magnetnih polj, hitrosti in drugih značilnosti. Obstaja veliko vrst energije (spektroskopije), ki se lahko uporabljajo v astronomski spektroskopiji.

Energija, ki jo vzame vzorec, se uporablja za oceno njegovih značilnosti. Včasih absorbirana energija povzroči sproščanje svetlobe iz vzorca, kar se lahko meri s tehniko, kot je fluorescentna spektroskopija.

To je preučevanje snovi v tankih filmih ali na površinah. Vzorec enkrat ali večkrat prodre z energijskim snopom in analizira odbojno energijo. Atenuirana celotna odbojna spektroskopija in s tem povezana tehnika, imenovana frustrirana večkratna refleksna spektroskopija, se uporabljata za analizo nanosov in neprozornih tekočin.

To je mikrovalovna tehnika, ki temelji na cepljenju elektronskih energijskih polj v magnetnem polju. Uporablja se za določanje struktur vzorcev, ki vsebujejo neparne elektrone.

Obstaja več vrst elektronske spektroskopije, ki so vse povezane z merjenjem sprememb v elektronski ravni energije.

To je družina spektroskopskih tehnik, pri katerih vzorec obsevamo z vsemi pomembnimi valovne dolžine hkrati za kratek čas. Absorpcijski spekter dobimo z uporabo matematične analize na dobljeni energijski vzorec.

Gama sevanje je vir energije v tej vrsti spektroskopije, ki vključuje aktivacijsko analizo in Mossbauerjevo spektroskopijo.

Infrardeči absorpcijski spekter snovi včasih imenujemo njen molekularni prstni odtis. Čeprav se pogosto uporablja za identifikacijo materialov, se lahko za določitev števila absorpcijskih molekul uporabi tudi infrardeča spektroskopija.

Absorpcijska spektroskopija, fluorescentna spektroskopija, Ramanska spektroskopija in Ramanska spektroskopija s površinsko izboljšano navadno lasersko svetlobo uporabljajo kot vir energije. Laserske spektroskopije zagotavljajo informacije o interakciji koherentne svetlobe s snovjo. Laserska spektroskopija ima običajno visoko ločljivost in občutljivost.

Vir masenega spektrometra proizvaja ione. Podatke o vzorcu lahko dobimo z analizo disperzije ionov, ko ti vplivajo na vzorec, na splošno z uporabo razmerja med maso in nabojem.

Pri tej vrsti spektroskopije je vsaka posneta optična valovna dolžina kodirana z zvočno frekvenco, ki vsebuje izvirne informacije o valovni dolžini. Nato analizator valovne dolžine lahko rekonstruira prvotni spekter.

Ramanovo razprševanje svetlobe po molekulah se lahko uporabi za zagotavljanje informacij o kemični sestavi vzorca in molekularni strukturi.

Ta tehnika vključuje vzbujanje notranjih elektronov atomov, kar lahko vidimo kot absorpcijo rentgenskih žarkov. Rendgenski spekter fluorescence rentgenskih žarkov se lahko ustvari, ko elektron pade iz višjega energijskega stanja v prosto delovno mesto, ustvarjeno z absorbirano energijo.