Wondershare EdrawMind
Galleria mappe mentale Spettroscopia
- 16
Spettroscopia
Metodi di analisi ottica di chimica analitica, inclusa la spettrofotometria UV-visibile, la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, la spettrofotometria a infrarossi, ecc.
Modificato alle 2024-01-19 17:03:13
- Breve storia del tempo
Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
- Il coraggio di essere odiato
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
- Appunti di lettura di Il coraggio di non piacere.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
Spettroscopia
- Breve storia del tempo
Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
- Il coraggio di essere odiato
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
- Appunti di lettura di Il coraggio di non piacere.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
- Consigliato per te
- Profilo
metodo di analisi ottica
Spettrofotometria infrarossa
Panoramica
Classificazione delle regioni spettrali dell'infrarosso
Radiazione elettromagnetica con lunghezza d'onda compresa tra 0,76um e 500um
Regione del vicino infrarosso: 0,76-2,5um: assorbimento con raddoppio della frequenza O-H, N-H, C-H
Regione del medio infrarosso: 2,5~25um: vibrazione, spettro di rotazione
Regione del lontano infrarosso: 25~500um: rotazione, vibrazione del reticolo
Generazione dello spettro infrarosso
Transizioni di livello energetico vibrazionale e rotazionale molecolare
Spettroscopia vibrazione-rotazione
Caratteristiche dello spettro infrarosso
Caratteristiche e impronte digitali
Utilizzato principalmente per identificare composti e determinare la struttura molecolare
Metodo di rappresentazione dello spettro infrarosso
L'ascissa è il numero d'onda o la lunghezza d'onda, l'ordinata è la percentuale di trasmittanza e il picco di assorbimento è verso il basso.
Confronto tra IR e UV
Fondamentale
Spettroscopia vibrazione-rotazione
moto armonico semplice
Energia cinetica T
Energia potenziale U
La curva dell'energia potenziale del risonatore e la curva dell'energia potenziale bimolecolare a temperatura ambiente sono simili quando la molecola si trova al livello di energia vibrazionale più basso.
Picco della frequenza fondamentale
Condizioni per le transizioni di livello energetico vibrazionale molecolare
L'energia della radiazione infrarossa è pari alla differenza energetica tra i due livelli energetici vibrazionali della molecola
Vibrazione di assorbimento infrarosso (la variazione del momento dipolare netto della vibrazione molecolare non è uguale a zero
calcolare
Forma di vibrazione
vibrazione di allungamento
Vibrazione di allungamento simmetrico
La stessa direzione di movimento lungo l'asse chiave
Vibrazione di allungamento asimmetrico
direzione opposta
vibrazione di flessione
Vibrazioni di flessione nel piano
Vibrazione a forbice: l'angolo di legame cambia come l'apertura e la chiusura delle forbici
Vibrazione dondolante nel piano: il gruppo nel suo insieme dondola nel piano
vibrazioni di flessione fuori piano
oscillazione fuori piano
intrecciare
Vibrazione di deformazione
Vibrazione di deformazione simmetrica
Vibrazione da deformazione asimmetrica
Picco della frequenza fondamentale e picco della frequenza armonica
Picco di frequenza fondamentale: dallo stato fondamentale al primo stato eccitato
Caratteristiche: La frequenza di picco fondamentale è uguale alla frequenza di vibrazione di base di un determinato gruppo nella molecola Ha un'elevata intensità e costituisce un importante picco di assorbimento nello spettro infrarosso.
Picco armonico: transizione dallo stato fondamentale allo stato ad alta energia
Categoria: Picco di frequenza raddoppiato, picco di frequenza di gruppo, picco di frequenza combinato, picco di frequenza differenziale, ecc.
Caratteristiche: la probabilità di transizione del picco armonico è piccola, l'intensità è debole ed è difficile da identificare Aumento delle caratteristiche spettrali
Picchi caratteristici e relativi picchi
Picchi caratteristici: identificano la presenza di un determinato gruppo funzionale Picchi correlati: un insieme di picchi caratteristici interdipendenti prodotti da un gruppo che si supportano a vicenda.
Un insieme di picchi correlati identifica un gruppo
Posizione del picco del picco di assorbimento
Zona caratteristica: altamente caratteristica
Area dell'impronta digitale: assorbimento denso, sovrapposizione complessa, difficile da identificare, che riflette piccoli cambiamenti nella struttura molecolare
Gradi di libertà delle vibrazioni e numero di picchi di assorbimento
gradi di libertà delle vibrazioni
Numero di picchi di assorbimento
ridurre le cause
Vibrazione inattiva dell'infrarosso: nessun cambiamento del momento dipolare
degenerare
La sensibilità dello strumento non è elevata
La forza di assorbimento è troppo debole
Le ragioni dell'aumento
Accoppiamento vibrazionale: la banda si divide in due picchi, uno superiore alla frequenza originaria e uno inferiore alla frequenza originaria
Risonanza di Fermi: accoppiamento vibrazionale tra un picco di frequenza raddoppiante o un picco di frequenza di gruppo e un picco di frequenza fondamentale
Intensità del picco di assorbimento
Intensità assoluta: coefficiente di assorbimento molare
Forza relativa
L'intensità del picco di assorbimento riflette la probabilità di transizione vibrazionale del livello energetico del gruppo di reazione. Maggiore è la probabilità, maggiore è l'intensità della banda.
Fattori che influenzano la posizione della banda
Fattori interni
effetto di induzione
effetto di coniugazione
effetto del legame idrogeno
Effetto di tensione dell'anello (effetto dell'angolo di legame)
ostacolo sterico
fattori esterni
Polarità del solvente: maggiore è la polarità, minore è la formazione di legami idrogeno intermolecolari e minore è la frequenza di vibrazione dello stiramento del gruppo. Prova a utilizzare solventi non polari nell'IR.
temperatura dello strumento
Spettrofotometro a infrarossi
Spettrofotometro speciale a reticolo
Sorgente luminosa, cella di assorbimento, monocromatore (reticolo), rilevatore, sistema di registrazione dell'amplificazione
Il monocromatore è posizionato dietro la cella di assorbimento per evitare interferenze di luce diffusa
Sorgente di radiazione: solido inerte, in grado di emettere radiazione infrarossa continua ad alta intensità
Asta in carburo di silicio: temperatura di lavoro 1200~1400 gradi Celsius Lunga durata, ampia area di emissione luminosa, nessuna necessità di preriscaldamento, svantaggi: lungo tempo di lavoro, grande resistenza, i contatti elettrici richiedono il raffreddamento ad acqua
Lampada Nernst: temperatura operativa 1750 gradi Celsius, richiede preriscaldamento Vantaggi: elevata intensità luminosa, nessuna necessità di raffreddamento ad acqua Svantaggi: costoso, scarsa resistenza meccanica
monocromatore
Reticolo di riflessione: spesso utilizzato in combinazione con filtri o preprismi per ridurre le interferenze spettrali secondarie (spettro secondario e terziario)
Rivelatore
Termocoppia sotto vuoto: differenza di temperatura convertita in differenza di potenziale
Cella Golay (rilevatore gonfiabile)
piscina di assorbimento
Celle di assorbimento di liquidi e gas
I campioni solidi vengono spesso compressi uniformemente con bromuro di potassio puro e misurati direttamente.
Caratteristiche
La risoluzione è migliore di quella del tipo prisma, è più economica e presenta requisiti ambientali inferiori.
Bassa sensibilità, velocità di scansione lenta, non adatto per l'analisi di segnali troppo forti o troppo deboli
Spettrometro infrarosso a trasformata di Fourier
Sorgente luminosa, interferometro, cella di assorbimento, rilevatore, computer e sistema di registrazione
Rivelatore: tipo piroelettrico, tipo fotoconduttivo
Vantaggi: velocità di scansione elevata Alta risoluzione alta sensibilità Alta precisione Ampia gamma di spettri di misura
preparazione del campione
Esempio di richiesta
Componente singolo, purezza superiore al 98%
Non contiene umidità (acqua di cristallizzazione, acqua libera) per evitare che il picco dell'idrossile venga interferito o che la finestra del sale venga distrutta
campione solido
Metodo compresse: Metodo compresse KBr
Campione da 1 ~ 2 mg e 200 mgKBr
Premere il frantoio in un campione trasparente con un diametro di 13 mm e uno spessore di 1 mm.
Spettro completo misurabile del medio infrarosso di KBr puro
Metodo con pasta (metodo con unguento, metodo con paraffina liquida)
Il campione viene macinato finemente e miscelato con paraffina liquida o perfluorocarburo, inserito tra compresse di sale.
metodo del film sottile
Per la determinazione dei composti polimerici, il campione viene sciolto in un liquido volatile e applicato su una pastiglia di sale.
campione liquido
Metodo clamp: liquidi difficili da evaporare
metodo dello striscio
Liquido ad alta viscosità
metodo del pool di liquidi
I campioni altamente assorbenti possono essere misurati dopo un'adeguata diluizione con solvente.
Solvente: cloroformio, CS2
Campione di gas: dopo la purificazione, inserirlo direttamente nel pool di campioni e il pool di campioni deve essere evacuato.
La relazione tra spettro infrarosso e struttura molecolare
Nove sezioni della medicina tradizionale cinese nello spettro infrarosso
frequenza caratteristica
applicazione
Analisi qualitativa, controllo della purezza
Calcolo dell'insaturazione
Analisi dello spettro
Spettrofotometria UV-visibile
Fondamentale
L'assorbimento selettivo della luce di una certa lunghezza d'onda da parte di una sostanza
Caratteristiche
Alta sensibilità, buona selettività, alta precisione, ampia applicazione, strumentazione semplice, funzionamento facile e velocità di analisi elevata
Tipo di transizione
Termini comuni
curva di assorbimento
picco di assorbimento
valle di assorbimento
acromion
assorbimento terminale
Cromoforo
Cromoforo ausiliario
spostamento verso il rosso, spostamento verso il blu
Effetto additivo, effetto sottrattivo
banda di assorbimento
Cintura R
Cintura K
Cintura B
Cintura elettronica
Legge di Lambert-Beer
Condizioni: luce monocromatica parallela, soluzione diluita
errore fotometrico
Fattori che deviano dalla legge di Beer
fattori chimici
Dissociazione, associazione, solvatazione, ecc.
Fattori ottici
luce non monocromatica
Dipende dall'ampiezza della fenditura del monocromatore e dalla risoluzione del prisma o del reticolo
luce diffusa
A diventa più piccolo oppure compaiono falsi picchi
Luce diffusa e luce riflessa
A diventa più grande
luce non parallela
A diventa più grande
Errore di misura e selezione delle condizioni di misura
Errore di misura della trasmittanza
A0.2～0.7 T20%~65% L'errore minimo è A=0,434
Selezione delle condizioni
Intervallo di assorbanza
Selezione della lunghezza d'onda: massimo assorbimento, minima interferenza
Reazione del colore e selezione delle condizioni del colore
Reazione del colore: metodo colorimetrico
Requisiti di reazione del colore
Determinazione del rapporto di misura tra l'oggetto misurato e la sostanza non ferrosa
Il prodotto di reazione ha un'elevata capacità di assorbimento della luce e sufficiente stabilità
Il colore del prodotto di reazione è significativamente diverso dal colore dello sviluppatore
Buona selettività della reazione cromatica
Selezione delle condizioni di sviluppo del colore
Dosaggio del cromogeno
acidità della soluzione
Tempo di sviluppo del colore
temperatura
Contenitore
Cancellazione delle interferenze
L'impatto delle sostanze interferenti
C'è assorbimento alla lunghezza d'onda misurata
L'acqua si dissolve in precipitato
Forma complessi stabili con gli ioni da misurare o agenti cromogeni
Modi per eliminare le distrazioni
Controllare l'acidità
Agente mascherante
L'agente mascherante non interagisce con gli ioni da misurare L'agente mascherante ed i suoi complessi con gli ioni interferenti non interferiscono con la determinazione.
Selezionare la lunghezza d'onda di misurazione
Seleziona la soluzione vuota
bianco solvente
Bianco reagente (nessuna soluzione test aggiunta)
Campione bianco (aggiungere soluzione di prova, senza sviluppatore): adatto per campioni con colore ma senza interferenze da parte dello sviluppatore
Separazione delle sostanze interferenti (pretrattamento)
strumento
I componenti principali
fonte di luce
Gamma di luce visibile della lampada al tungsteno e della lampada alogena al tungsteno: 350~1000 nm
Lampada all'idrogeno e lampada al deuterio: gamma UV 150~400 nm
monocromatore
dispersione originale
Lente collimante
Fessura: influenza direttamente la purezza della luce monocromatica
piscina di assorbimento
Cella di assorbimento in vetro ottico
Piscina ad assorbimento al quarzo
Rivelatore: elemento di conversione fotoelettrico
Sistemi di elaborazione e visualizzazione del segnale
Tipo di fotometro
Spettrofotometro a raggio singolo
un monocromatore
Adatto per misurare l'assorbanza a una determinata lunghezza d'onda e non può scansionare l'intero intervallo di lunghezze d'onda
Spettrofotometro a doppio raggio
singola lunghezza d'onda
Il monocromatore è seguito da un divisore di fascio e i due fasci di luce passano rispettivamente attraverso la cella campione e la cella di riferimento.
Ottieni lo spettro di assorbimento della scansione a banda intera in breve tempo
Spettrofotometro a doppia lunghezza d'onda
Due monocromatori, doppia lunghezza d'onda
Analisi qualitativa e quantitativa
Metodi qualitativi
Nelle stesse condizioni di misurazione
Forma dello spettro di assorbimento Numero di picchi di assorbimento La posizione della lunghezza d'onda, l'intensità e il coefficiente di assorbimento del picco di assorbimento
Confronta gli spettri di assorbimento
Dati caratteristici dello spettro di assorbimento: campo d'onda massimo e coefficiente di assorbimento
Rapporto dell'assorbanza o del coefficiente di assorbimento
Metodi quantitativi monocomponenti
Base quantitativa: legge di Lambert-Beer
metodo della curva standard
Precauzioni
Una canzone standard deve avere almeno da 5 a 7 punti e non può essere estesa a piacimento.
La concentrazione della soluzione di prova deve rientrare nell'intervallo lineare della curva standard
La soluzione da testare e la sostanza di riferimento devono essere misurate nelle stesse condizioni.
Il motivo per cui la canzone non può essere contrassegnata all'origine
Selezione impropria della soluzione del bianco
La reazione allo sviluppo del colore non è abbastanza sensibile
Le proprietà ottiche delle celle di assorbimento non sono coerenti
metodo di controllo standard
Nelle stesse condizioni: stesso materiale, stesso strumento, stessa lunghezza d'onda, stesso spessore della cella di assorbimento Prerequisito: segnare la traccia oltre l'origine
Metodo del coefficiente di assorbimento
Metodi quantitativi per campioni multicomponenti
Principio: l'assorbanza è additiva
Non vi è alcuna interferenza negli spettri di assorbimento dei due componenti: quantificazione del singolo componente
Gli spettri di assorbimento dei due componenti si sovrappongono parzialmente
Sovrapposizione completa: determinazione di campioni misti
Risoluzione di equazioni lineari
Metodo del punto di assorbimento uguale
Condizioni di base
I componenti interferenti hanno la stessa assorbanza ad entrambe le lunghezze d'onda
La differenza di assorbanza della componente misurata nei due campi d'onda è sufficientemente grande
rapporto con la struttura molecolare
Spettro di assorbimento UV dei composti organici
Fattori influenzanti
Effetto dell'impedimento sterico: cromoforo coniugato
Effetto anello incrociato: cromoforo non coniugato, vantaggioso per l'interazione tra gli orbitali elettronici
Effetto solvente: la banda K viene spostata verso il rosso, la banda R viene spostata verso il blu e la struttura fine del picco di assorbimento scompare
Impatto del pH del sistema
analisi strutturale
Nessun assorbimento a 220~270 nm - idrocarburi alifatici, idrocarburi aliciclici, olefine non coniugate
Forte assorbimento a 220~250nm - due legami insaturi coniugati
Gruppo carbonilico ad assorbimento debole da 250 ~ 350 nm
Assorbimento forte di 200~250nm, assorbimento di intensità media di 250~290nm - gruppo stupido
Forte assorbimento sopra i 300 nm: sistema coniugato più grande
Spettroscopia NMR
Panoramica
Generazione di spettri NMR
Transizione del livello energetico dello spin nucleare sotto un forte campo magnetico esterno
Spettroscopia NMR, confronto UV, IR
Fondamentale
Proprietà fondamentali dei nuclei atomici
Spin e momento magnetico del nucleo atomico
Il numero di protoni e di neutroni sono entrambi numeri pari: numero quantico di spin (I) = 0
Il numero dei protoni e dei neutroni sono entrambi serie: I è un numero positivo
Momento angolare di spin P (vettore)
Momento magnetico nucleare μ, caratteristiche di intensità del campo magnetico, vettore
Il numero quantico di spin e il momento magnetico nucleare non sono zero, è un nucleo magnetico e c'è un segnale di risonanza magnetica nucleare.
Quantizzazione spaziale e suddivisione del livello energetico dei momenti magnetici nucleari
Numero quantico magnetico m: rappresenta i diversi orientamenti dei momenti magnetici nucleari
Condizioni di transizione
La differenza di livello energetico è proporzionale alla forza del campo magnetico esterno
La creazione della risonanza magnetica nucleare
Equazioni di base dell'NMR
Tre condizioni necessarie per la generazione della risonanza magnetica nucleare
nucleo magnetico
campo magnetico esterno
Onde magnetiche energeticamente appropriate
Saturazione e relax
Distribuzione di Boltzmann
Metodi per migliorare la sensibilità NMR: aumentare la differenza tra il numero di nuclei ad alto e basso livello di energia, aumentare la forza del campo magnetico esterno e ridurre la temperatura operativa
Saturazione: il numero di nuclei ad alto e basso livello energetico è uguale
Rilassamento: i nuclei ad alto livello energetico rilasciano energia attraverso percorsi non radiativi, riportando i nuclei a livelli di bassa energia. Questo è un processo essenziale per mantenere i segnali di risonanza magnetica nucleare.
spostamento chimico
La produzione di spostamenti chimici
effetto schermante
Spostamento chimico: i nuclei delle molecole in un ambiente chimico inaccessibile hanno frequenze di risonanza diverse (diversi spostamenti dei picchi di assorbimento) a causa dei diversi effetti di schermatura.
Equazione NMR (modificata)
Come esprimere i cambiamenti chimici
Implementazione di metodi NMR
Metodo di scansione
metodo spazzante
Selezione dei materiali standard
Sostanze con costanti di schermatura elevate (spostamenti chimici positivi)
Tetrametilsilano (TMS), costante di spostamento = 0
Perché utilizzare TMS come materiale standard
L'ambiente chimico di 12 idrogeni è lo stesso e nello spettro dell'idrogeno NMR appare solo un picco.
La costante di schermatura è molto grande
La sostanza chimica è stabile, facilmente solubile in solventi organici, ha un basso punto di ebollizione ed è facile da separare dal campione.
metodo di visualizzazione
Fattori che influenzano lo spostamento chimico dei protoni
Densità della nube elettronica all'esterno del nucleo
effetto elettrico
effetto di induzione
effetto di coniugazione
Effetto di anisotropia magnetica
effetto van der Waals
effetto del legame idrogeno
effetto solvente
Prestare attenzione al rapporto solvente
In una soluzione diluita di un solvente inerte, lo spostamento chimico non cambia molto
Spostamenti chimici di vari protoni
Accoppiamento di rotazione e sistemi di rotazione
Accoppiamento spin-spin, scissione spin-spin
Regole di suddivisione del picco
Motivo: accoppiamento di spin tra due gruppi adiacenti di nuclei di idrogeno
n 1 legge, rapporto di aree di picco multiple
Condizioni per l'istituzione della legge n. 1
La costante di accoppiamento J è la stessa
Il protone è debolmente accoppiato al nucleo misurato.
Costante di accoppiamento J e sua relazione strutturale
Costante di accoppiamento: la distanza tra più picchi, positivi o negativi, l'unità è Hz
esprimere
tipo
Stesso accoppiamento del carbonio (accoppiamento): accoppiamento di due protoni con ambienti chimici diversi sullo stesso carbonio
Accoppiamento orto-carbonio (orto-accoppiamento): l'accoppiamento di protoni su due atomi di carbonio adiacenti dell'idrogeno su carboni adiacenti nello stesso ambiente chimico non si accoppia.
Accoppiamento remoto: separato da più di tre legami chimici
Fattori influenzanti
Magnetismo del nucleo atomico: maggiore è il magnetismo, maggiore è il J
Struttura molecolare
Il numero di tasti nell'intervallo: più tasti, più piccolo è J
angolo
Densità della nube elettronica: maggiore è la densità, maggiore è J
sistema di rotazione
Proprietà equivalenti dei chicchi
Equivalenza chimica: un gruppo di nuclei con lo stesso ambiente chimico, gli spostamenti chimici dei nuclei chimicamente equivalenti devono essere gli stessi
Metodo di giudizio
Funzionamento simmetrico, movimento veloce
equivalenza magnetica
Condizioni: equivalenza chimica, stesse costanti di accoppiamento
Classificazione e denominazione dei sistemi di spin
Classificazione (forza di accoppiamento): accoppiamento di primo livello, accoppiamento di secondo livello
nome
Spettro di primo livello
Condizione: accoppiamento di primo livello Equivalenza NMR dello stesso gruppo nucleare
Caratteristiche: Il numero di picchi multipli segue la legge n 1 Il rapporto dell'area del multipletto è il rapporto dei coefficienti dopo che il binomio (a b) è espanso all'ennesima potenza La posizione centrale del multipletto è lo spostamento chimico e la distanza del picco del multipletto è la costante di accoppiamento J
Spettrometri di risonanza magnetica nucleare e metodi di prova
struttura
Magnete o campo magnetico superconduttore: Fornisce un forte campo magnetico costante e uniforme
Oscillatore a radiofrequenza: fornisce onde elettromagnetiche a frequenza fissa
Ricevitore RF: rileva i segnali elettrici
provetta per campioni
sistema di lettura
Spettrometro di risonanza magnetica nucleare a trasformata di Fourier a impulsi PFT-NMR: velocità di rilevamento rapida ed elevata sensibilità
Preparazione del campione
campione
Solvente: reagente deuterato (il campione è facilmente solubile e non interferisce con il segnale): cloroformio, acetone, benzene, reagente deuterato di dimetilsolfossido
Materiale standard: Tetrametilsilano TMS, 1%
Analisi dello spettro di risonanza magnetica nucleare dell'idrogeno
introduzione
Principio: L'energia agisce sull'oggetto da misurare per produrre radiazioni ottiche, e la radiazione luminosa agisce sull'oggetto da misurare per produrre cambiamenti.
Proprietà della radiazione elettromagnetica
Proprietà di base: dualità onda-particella (natura ondulatoria, natura particellare)
Volatilità: non può spiegare l'emissione e l'assorbimento delle radiazioni
Natura particellare: la luce è composta da fotoni e l'energia della luce è concentrata sulle particelle di luce.
spettro elettromagnetico
Zona ad alta radiazione
I raggi gamma hanno l'energia più alta e provengono da transizioni del livello di energia nucleare
Transizione del livello energetico dell'elettrone interno dei raggi X
Regione spettrale ottica
luce UV
Transizioni di livello energetico degli elettroni esterni negli atomi e nelle molecole
luce visibile
Luce infrarossa
Transizioni di livello energetico vibrazionale e rotazionale molecolare
Zona spettrale
microonde
Transizione del livello di energia rotazionale molecolare
onde elettromagnetiche
Transizione del livello energetico dello spin nucleare
Radiazione elettromagnetica e interazione con la materia
assorbire
L'energia delle onde elettromagnetiche è esattamente uguale alla differenza di livello energetico e la materia assorbe energia
Transizione di assorbimento atomico
assorbimento molecolare
Spettroscopia di assorbimento infrarosso UV-visibile
emissione
La materia rilascia energia sotto forma di fotoni, producendo onde elettromagnetiche
Spettroscopia di emissione atomica; spettroscopia di fluorescenza, spettroscopia di fosforescenza, metodo della chemiluminescenza
dispersione
I fotoni entrano in collisione con le molecole materiali e cambiano la direzione del movimento
Urto elastico, nessuno scambio di energia: diffusione di Rayleigh
Urto anelastico, scambio di energia: scattering Raman
Rifrazione, riflessione, interferenza, diffrazione
Metodi di analisi ottica e loro classificazione
Classificazione delle forme di radiazione
LL
Base: lunghezza d'onda e intensità della luce emessa
dallo stato eccitato allo stato fondamentale
spettro di assorbimento
Base: Lo spettro prodotto da una sostanza che assorbe la corrispondente energia radiante
Spettroscopia UV-Vis, IR, NMR
spettro di diffusione
Diffusione Raman
forma spettrale
Spettro atomico
spettro di linee
Transizione del livello energetico nello strato esterno degli atomi, spettro a righe
spettro continuo
Viene prodotta la radiazione del corpo nero, che costituisce un fattore di interferenza e può essere utilizzata come sorgente luminosa continua.
spettro molecolare
spettro di bande
Livello di energia elettronica, livello di energia vibrazionale, livello di energia rotazionale
Piccola differenza di livello energetico, spettro a banda
Metodo non spettrale: il livello di energia interna non cambia, vengono misurati solo i cambiamenti nella radiazione elettromagnetica
Strumenti di spettrometria
Sorgente di radiazione, sistema spettroscopico, contenitore del campione, rilevatore, dispositivo di lettura
fonte di radiazioni
Sorgente luminosa continua: spettro di assorbimento molecolare: lampada al deuterio, lampada al tungsteno
Sorgente luminosa lineare: Assorbimento atomico: lampada a vapori metallici, lampada a catodo cavo
Spettrofotometro (monocromatore): fessure di ingresso e di uscita, lente di collimazione, elemento di dispersione, lente di focalizzazione
contenitore del campione
cuvetta (cella di assorbimento)
UV: quarzo
Vis: vetro silicato
Dispositivo speciale: Nebulizzatore (spettrofotometria di assorbimento atomico)
Rivelatore
Rivelatore quantizzato (rivelatore di fotoni)
Rivelatore termico: per zona a luce infrarossa
Processore di segnale e dispositivo di lettura
Amplificare il segnale di uscita, modificare DC o AC, ecc.