Презентація на тему:
Спектроскопія: теорія, класифікація, застосування.

Спектроскопія: теорія, класифікація, застосування. Лекція 2 доц. Л.В. Вронська

ПЛАН Суть спектроскопічних методів аналізу Основні характеристики електромагнітного випромінювання Класифікація спектроскопічних методів аналізу Використання спектроскопії в аналізі

Суть спектроскопічних методів аналізу Спектроскопічні методи аналізу базуються на взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною

Взаємодія електромагнітного випромінювання з речовиною

Електромагнітне випромінювання описується виходячи з: хвильової природи світла (відбивання світла, розсіювання, дифракція, заломлення світла) корпускулярної природи світла (поглинання і випромінювання світла порціями – квантами)

Електромагнітне випромінювання – змінне електричне поле, зв'язане з магнітним полем

Характеристики електромагнітного випромінювання, як хвилі Довжина хвилі – відстань, яку проходить хвиля за одне повне коливання Частота - число разів в секунду, коли електричне поле досягає свого максимального позитивного значення Хвильове число - число довжин хвиль, які вкладаються в одиницю довжини

Зв’язок між хвильовою і корпускулярною природою світла описується рівнянням Планка h = 6,6262·10-34 Дж · с с = 2,9979 ·108 м ·с-1

Електромагнітний спектр Поглинання енергії відбувається при збудженні елементарної системи (ядерної, атомної, молекулярної) і переході її з більш низького енергетичного рівня на більш високий

Збудження - випромінювання Світло Рентгенівське випромінювання Енергія хімічної реакції Потік електронів Фотолюмінесценція Рентгенівська флуоресценція Хемілюмінесценція Катодолюмінесценція

Спектр (лат. spectrum - представлення) сукупність різних значень, які може приймати дана фізична величина Електромагнітний спектр – функція розподілу фотонів по енергіях – залежність між енергією квантів і числом квантів, які володіють такою енергією

Для вираження енергії квантів застосовують вирази: E, , , Число квантів виражають по-різному: в абсорбційних методах через А , Т в емісійних методах через І

Спектр поглинання

Розподіл по частотах (або довжинах хвиль) значень молярного коефіцієнта поглинання називається спектром поглинання

Спектр КР рідкого ССl4

Види спектрів Розрізняють спектри випромінювання (емісійна спектроскопія) поглинання (абсорбційна спектроскопія) відбивання (спектроскопія відбивання) розсіювання (КР спектроскопія) люмінесценції (люмінесцентна спектроскопія)

Класифікація спектроскопічних методів аналізу Для класифікації спектроскопічних методів аналізу весь діапазон енергій електромагнітних квантів доцільно розділити на ділянки, які відповідають тому чи іншому фізичному процесу

РАДІОСПЕКТРОСКОПІЯ методи дослідження складу, будови, реакційної здатності та ін. властивостей речовин, які базуються на вивченні спектрів електромагнітного випромінювання в діапазоні радіохвиль от 5·10-5 до 10 м ЕПР і ЯМР методи базуються на вивченні переходів, зумовлених взаємодією магнітних моментів електронів або ядер з зовнішнім магнітним полем в газах, рідинах і твердих тілах

МІКРОХВИЛЬОВА СПЕКТРОСКОПІЯ розділ радіоспектроскопії, який вивчає електромагнітні спектри сантиметрового і міліметрового діапазонів довжин хвиль. В цій частині спектру проявляються обертальні переходи молекул, які спостерігаються головним чином в газах, тому мікрохвильову спектроскопію називають також радіоспектроскопією газів. Вимірювання частот ліній обертальних спектрів дозволяє визначити структуру молекули.

ФОТОМЕТРИЧНИЙ АНАЛІЗ сукупність методів молекулярно-абсорбційного спектрального аналізу, які базуються на селективному поглинанні електромагнітного випромінювання у видимій, ІЧ та УФ ділянках молекулами визначуваного компонента або його сполуками з відповідним реагентом. Фотометричний аналіз включає: візуальну фотометрію (колориметрія) спектрофотометрію фотоколориметрію.

КР спектроскопія – Раман-спектроскопія розділ оптичної спектроскопії, який вивчає взаємодію монохроматичного випромінювання з речовиною, що супроводжується зміною енергії розсіяного випромінювання порівняно з енергією падаючого на об'єкт (збуджуючого) випромінювання.

РЕНТГЕНІВСЬКА СПЕКТРОСКОПІЯ розділ спектроскопії, який вивчає спектри випромінювання (емісійні) і поглинання (абсорбційні) рентгенівського випромінювання, тобто електромагнітного випромінювання в області довжин хвиль 10-2-102 нм. Рентгенівську спектроскопію використовують для вивчення природи хімічних зв'язків і кількісного аналізу речовин (рентгенівський спектральний аналіз). Рентгенівські спектри зумовлені переходами електронів внутрішніх оболонок атомів.

МЕСБАУЕРІВСЬКА СПЕКТРОСКОПІЯ гамма-резонансна спектроскопія, яка заснована на явищі випромінювання і резонансного поглинання -квантів атомними ядрами в твердих тілах

Спектроскопічні методи поділяють також за природою об'єкту дослідження на : Атомну спектроскопію Молекулярну спектроскопію В залежності від видів руху в молекулі молекулярну спектроскопію поділяють на: Електронну спектроскопію Коливальну спектроскопію Обертальну спектроскопію

Використання спектроскопії в аналізі Спектри використовують як для якісного, так і для кількісного аналізу. Якісний аналіз – положення (енергія, частота, довжина хвилі, хвильове число) максимумів (ліній) в електромагнітному спектрі

Використання спектроскопії в аналізі Кількісний аналіз – інтенсивність (амплітуда) спектральної лінії є функцією концентрації речовини Використовують таку характеристику спектральної лінії, яка є прямо пропорційна концентрації речовини. Наприклад, оптична густина:

Дякую за увагу!