Što je spektroskopija?

Spektroskopija je tehnika koja koristi interakciju energije s uzorkom za obavljanje analize.

Podaci koji se dobivaju spektroskopijom nazivaju se a spektar. Spektar je grafikon intenziteta energija otkriven nasuprot valne duljine (ili mase, momenta ili frekvencije, itd.) energije.

Spektar se može koristiti za dobivanje informacija o atomskoj i molekularnoj razini energije, molekularne geometrije, kemijske veze, interakcije molekula i povezani procesi. Često se spektri koriste za identificiranje sastavnih dijelova uzorka (kvalitativna analiza). Spektre se mogu koristiti i za mjerenje količine materijala u uzorku (kvantitativna analiza).

Za obavljanje spektroskopske analize koristi se nekoliko instrumenata. Najjednostavnije rečeno, spektroskopija zahtijeva izvor energije (obično laser, ali to može biti izvor iona ili zračenja) i uređaj za mjerenje promjene izvora energije nakon što je ušao u interakciju sa uzorkom (često spektrofotometar ili interferometar).

Postoji toliko različitih vrsta spektroskopije koliko ima izvora energije! Evo nekoliko primjera:

Energija nebeskih objekata koristi se za analizu njihovog kemijskog sastava, gustoće, pritiska, temperature, magnetskog polja, brzine i drugih karakteristika. Postoji mnogo vrsta energije (spektroskopije) koje se mogu koristiti u astronomskoj spektroskopiji.

Energija koju apsorbira uzorak koristi se za procjenu njegovih karakteristika. Ponekad apsorbirana energija uzrokuje oslobađanje svjetlosti iz uzorka, što se može mjeriti tehnikom poput fluorescentne spektroskopije.

Ovo je ispitivanje tvari u tankim filmovima ili na površinama. Uzorak se probija energetskom snopom jedan ili više puta, a odražena energija se analizira. Atenuirana ukupna refleksna spektroskopija i srodna tehnika zvana frustrirana višestruka refleksna spektroskopija koriste se za analizu prevlaka i neprozirnih tekućina.

Ovo je mikrovalna tehnika koja se temelji na cijepanju elektronskih energetskih polja u magnetskom polju. Koristi se za određivanje struktura uzoraka koji sadrže nesparene elektrone.

Postoji nekoliko vrsta elektronske spektroskopije, a sve su povezane s mjerenjem promjena u elektronskim razinama energije.

Ovo je obitelj spektroskopskih tehnika u kojima su uzorak ozračeni od strane svih relevantnih valne duljine istovremeno na kratko vrijeme. Spektar apsorpcije dobiva se primjenom matematičke analize na rezultirajući energetski obrazac.

Gama zračenje je izvor energije u ovoj vrsti spektroskopije, koja uključuje aktivacijsku analizu i Mossbauerovu spektroskopiju.

Infracrveni apsorpcijski spektar neke tvari ponekad se naziva i njezin molekularni otisak. Iako se često koristi za identificiranje materijala, infracrvena spektroskopija se također može koristiti za kvantificiranje broja molekula koje apsorbiraju.

Apsorpcijska spektroskopija, fluorescentna spektroskopija, Ramanska spektroskopija i Ramanska spektroskopija s poboljšanom površinom obično koriste lasersko svjetlo kao izvor energije. Laserske spektroskopije daju informacije o interakciji koherentne svjetlosti s materijom. Laserska spektroskopija općenito ima visoku rezoluciju i osjetljivost.

Izvor masenog spektrometra proizvodi ione. Podaci o uzorku mogu se dobiti analizom raspršivanja iona kada oni uzajamno djeluju s uzorkom, općenito koristeći omjer mase i napunjenosti.

U ovoj vrsti spektroskopije svaka snimljena optička valna duljina kodirana je s audio frekvencijom koja sadrži izvorne informacije o valnoj duljini. Analizator valne duljine tada može rekonstruirati izvorni spektar.

Ramansko raspršivanje svjetlosti molekulama može se upotrijebiti za pružanje podataka o kemijskom sastavu i molekularnoj strukturi uzorka.

Ova tehnika uključuje pobuđivanje unutarnjih elektrona atoma, što se može smatrati apsorpcijom rendgenskih zraka. X-zraka fluorescentni spektar može se stvoriti kada elektron padne iz više energetskog stanja u prazno mjesto stvoreno apsorbiranom energijom.