Co je spektroskopie?

Spektroskopie je technika, která využívá interakce energie se vzorkem k provedení analýzy.

Data získaná spektroskopií se nazývají a spektrum. Spektrum je graf intenzity energie detekovaná proti vlnové délce (nebo hmotnosti, hybnosti nebo frekvenci atd.) energie.

Spektrum lze použít k získání informací o hladinách atomové a molekulární energie, molekulární geometrie, chemické vazby, interakce molekul a související procesy. Spektra se často používají k identifikaci složek vzorku (kvalitativní analýza). Spektra může být také použita k měření množství materiálu ve vzorku (kvantitativní analýza).

K provádění spektroskopické analýzy se používá několik přístrojů. Zjednodušeně řečeno, spektroskopie vyžaduje zdroj energie (obvykle laser, ale to může být zdroj iontů nebo záření) a zařízení pro měření změny zdroje energie po interakci se vzorkem (často spektrofotometr nebo interferometr).

Existuje tolik různých typů spektroskopie, kolik je zdrojů energie! Zde jsou nějaké příklady:

Energie z nebeských objektů se používá k analýze jejich chemického složení, hustoty, tlaku, teploty, magnetického pole, rychlosti a dalších charakteristik. Existuje mnoho typů energie (spektroskopií), které lze použít v astronomické spektroskopii.

Energie absorbovaná vzorkem se používá k posouzení jeho charakteristik. Absorbovaná energie někdy způsobuje uvolňování světla ze vzorku, což může být měřeno technikou, jako je fluorescenční spektroskopie.

Jedná se o studium látek v tenkých filmech nebo na površích. Vzorek je jednou nebo vícekrát proniknut energetickým paprskem a analyzována je odražená energie. K analýze povlaků a neprůhledných kapalin se používá zeslabená spektroskopie s úplnou odrazivostí a související technika zvaná frustrovaná vícenásobná vnitřní odrazová spektroskopie.

Jedná se o mikrovlnnou techniku ​​založenou na rozdělení elektronických energetických polí na magnetické pole. Používá se ke stanovení struktur vzorků obsahujících nepárové elektrony.

Existuje několik typů elektronové spektroskopie, všechny spojené s měřením změn v hladinách elektronické energie.

Jedná se o skupinu spektroskopických technik, při nichž je vzorek ozařován všemi relevantními vlnové délky současně na krátkou dobu. Absorpční spektrum se získá aplikací matematické analýzy na výsledný energetický vzorec.

Gama záření je zdrojem energie v tomto typu spektroskopie, která zahrnuje aktivační analýzu a Mossbauerovu spektroskopii.

Infračervené absorpční spektrum látky se někdy nazývá její molekulární otisk. I když se často používá k identifikaci materiálů, infračervená spektroskopie může být také použita pro kvantifikaci počtu absorbujících molekul.

Absorpční spektroskopie, fluorescenční spektroskopie, Ramanova spektroskopie a Ramanova spektroskopie se zvýšeným povrchem běžně používají laserové světlo jako zdroj energie. Laserové spektroskopie poskytují informace o interakci koherentního světla s hmotou. Laserová spektroskopie má obecně vysoké rozlišení a citlivost.

Zdroj hmotnostního spektrometru vytváří ionty. Informace o vzorku lze získat analýzou disperze iontů, když interagují se vzorkem, obvykle pomocí poměru hmotnost / náboj.

V tomto typu spektroskopie je každá zaznamenaná optická vlnová délka kódována zvukovou frekvencí obsahující původní informaci o vlnové délce. Analyzátor vlnové délky pak může rekonstruovat původní spektrum.

Ramanův rozptyl světla molekulami může být použit pro poskytnutí informace o chemickém složení vzorku a molekulární struktuře.

Tato technika zahrnuje excitaci vnitřních elektronů atomů, které lze považovat za rentgenovou absorpci. Rentgenové fluorescenční emisní spektrum může být produkováno, když elektron spadne z vyššího energetického stavu do prázdné pozice vytvořené absorbovanou energií.