Čo je spektroskopia?

Spektroskopia je technika, ktorá využíva interakciu energie so vzorkou na vykonanie analýzy.

Dáta získané spektroskopiou sa nazývajú a spektrum. Spektrum je graf intenzity energie zistená proti vlnovej dĺžke (alebo hmotnosti alebo hybnosti alebo frekvencii atď.) energie.

Spektrum sa môže použiť na získanie informácií o hladinách atómovej a molekulárnej energie, molekulárne geometrie, chemické väzby, interakcie molekúl a súvisiacich procesov. Spektrá sa často používajú na identifikáciu zložiek vzorky (kvalitatívna analýza). Spektra sa môže tiež použiť na meranie množstva materiálu vo vzorke (kvantitatívna analýza).

Na vykonávanie spektroskopickej analýzy sa používa niekoľko prístrojov. Zjednodušene povedané, spektroskopia vyžaduje zdroj energie (obyčajne laser, ale môže to byť iónový zdroj alebo zdroj žiarenia) a zariadenie na meranie zmeny zdroja energie po interakcii so vzorkou (často spektrofotometrom alebo interferometer).

Existuje toľko rôznych druhov spektroskopie, ako sú zdroje energie! Tu je niekoľko príkladov:

Energia z nebeských objektov sa používa na analýzu ich chemického zloženia, hustoty, tlaku, teploty, magnetického poľa, rýchlosti a ďalších charakteristík. Existuje veľa druhov energie (spektroskopií), ktoré sa môžu použiť v astronomickej spektroskopii.

Energia absorbovaná vzorkou sa používa na hodnotenie jej charakteristík. Absorbovaná energia niekedy spôsobuje, že sa zo vzorky uvoľní svetlo, ktoré sa môže merať technikou, ako je fluorescenčná spektroskopia.

Ide o štúdium látok v tenkých filmoch alebo na povrchoch. Vzorka je raz alebo viackrát preniknutá energetickým lúčom a analyzovaná odrazená energia. Na analýzu povlakov a nepriehľadných kvapalín sa používa utlmená spektroskopia s úplnou odraznosťou a súvisiaca technika nazývaná frustrovaná viacnásobná interná odrazová spektroskopia.

Ide o mikrovlnnú techniku ​​založenú na rozdelení polí elektronickej energie na magnetické pole. Používa sa na určenie štruktúr vzoriek obsahujúcich nepárové elektróny.

Existuje niekoľko typov elektrónovej spektroskopie, všetky spojené s meraním zmien v hladinách elektronickej energie.

Toto je skupina spektroskopických techník, pri ktorých je vzorka ožarovaná všetkými relevantnými vlnovej dĺžky súčasne na krátku dobu. Absorpčné spektrum sa získa použitím matematickej analýzy na výsledný energetický model.

Žiarenie gama je zdroj energie v tomto type spektroskopie, ktorá zahŕňa aktivačnú analýzu a Mossbauerovu spektroskopiu.

Infračervené absorpčné spektrum látky sa niekedy nazýva jej molekulárny odtlačok. Hoci sa infračervená spektroskopia často používa na identifikáciu materiálov, môže sa použiť aj na kvantifikáciu počtu absorbujúcich molekúl.

Absorpčná spektroskopia, fluorescenčná spektroskopia, Ramanova spektroskopia a povrchovo zosilnená Ramanova spektroskopia bežne používajú ako zdroj energie laserové svetlo. Laserové spektroskopie poskytujú informácie o interakcii koherentného svetla s hmotou. Laserová spektroskopia má všeobecne vysoké rozlíšenie a citlivosť.

Zdroj hmotnostného spektrometra vytvára ióny. Informácie o vzorke sa môžu získať analýzou disperzie iónov, keď interagujú so vzorkou, zvyčajne použitím pomeru hmotnosť k náboju.

V tomto type spektroskopie je každá zaznamenaná optická vlnová dĺžka kódovaná zvukovou frekvenciou obsahujúcou pôvodnú informáciu o vlnovej dĺžke. Analyzátor vlnovej dĺžky môže potom rekonštruovať pôvodné spektrum.

Ramanov rozptyl svetla molekulami sa môže použiť na poskytnutie informácií o chemickom zložení vzorky a molekulovej štruktúre.

Táto technika zahŕňa excitáciu vnútorných elektrónov atómov, ktoré môžu byť vnímané ako absorpcia röntgenového žiarenia. Röntgenové fluorescenčné emisné spektrum sa môže vytvoriť, keď elektrón spadne zo stavu vyššej energie do voľného miesta vytvoreného absorbovanou energiou.