Спектроскопия

Спектроскопия - это изучение света в зависимости от длины волны, которая была испущена, отражена или просвечена через твердое тело, жидкость или газ. Для анализа химическое вещество нагревают, поскольку горячие вещества светятся, а каждое химическое вещество светится по-разному. Различные длины волн свечения образуют цветовой спектр, который в некоторых деталях отличается от спектра других химических веществ. Спектроскопия разделяет и измеряет яркость различных длин волн. С ее помощью можно идентифицировать химические вещества в смеси и определить некоторые другие вещи, например, насколько горячим является вещество.

Спектроскопия позволяет ученым исследовать и изучать вещи, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть через микроскоп, например, молекулы и еще более мелкие субатомные частицы, такие как протоны, нейтроны и электроны. Существуют специальные приборы для измерения и анализа этих световых волн.

Спиртовое пламя и его спектр

Методы

Инфракрасная спектроскопия измеряет свет в инфракрасном электромагнитном спектре. Изюминкой ИК-спектроскопии является то, что она очень полезна для идентификации функциональных групп органических молекул. Поглощение инфракрасного света органическими молекулами вызывает молекулярные колебания. Колебательные частоты уникальны для отдельных функциональных групп. ИК-спектр представлен графически в виде зависимости пропускания (%) от числа волн (см-1)

Рентгеновская кристаллография позволяет изучить структуру кристаллической молекулы. Электронное облако каждого атома дифрагирует рентгеновские лучи, тем самым выявляя расположение атомов. Различные неорганические и органические молекулы могут быть кристаллизованы и использованы в этом методе, включая ДНК, белки, соли и металлы. Образец, используемый для анализа, не разрушается.

Ультрафиолетово-видимая спектроскопия использует видимый и ультрафиолетовый свет для определения содержания химического вещества в жидкости. Цвет раствора является основой для работы ультрафиолетово-видимого спектра. Цвет раствора, с которым мы работаем, обусловлен его химическим составом. Поэтому раствор поглощает одни цвета света и отражает другие цвета, свет, который он отражает, и есть цвет раствора. UV-Vis спектроскопия работает путем пропускания света через образец вашего раствора и определения того, сколько света поглощается раствором.

Ядерный магнитный резонанс позволяет исследовать ядра. Он использует магнитные свойства определенных ядер, наиболее распространенными из которых являются ¹³C и ¹H. Прибор ЯМР создает большое магнитное поле, которое заставляет ядра действовать как маленькие магниты. Ядра либо выравниваются по магнитному полю прибора, либо против него. В этот момент у нас есть две возможные ориентации ядер - α или β. Далее ядра подвергаются воздействию радиоволн, которые заставляют α перейти в ориентацию β. Когда происходит это изменение, выделяется энергия, которая и регистрируется. Данные интерпретируются графически (интенсивность против химического сдвига в ppm) с помощью компьютерной системы. ЯМР не разрушает образец, который вы используете для анализа. Ниже показана система ЯМР с частотой 900 МГц.

Вопросы и ответы

В: Что такое спектроскопия?

О: Спектроскопия - это изучение света в зависимости от длины волны, которая была испущена, отражена или просвечена через твердое тело, жидкость или газ.

В: Почему химики нагревают химическое вещество во время спектроскопии?

О: Каждое химическое вещество светится по-разному при нагревании, и спектроскопия анализирует свечение химического вещества, чтобы определить его цветовой спектр, отличающийся от других по длине волны.

В: Как с помощью спектроскопии различают различные химические вещества?

О: Спектроскопия разделяет и измеряет яркость различных длин волн свечения химических веществ.

В: Что может определить спектроскопия в дополнение к идентификации химических веществ?

О: С помощью спектроскопии можно определить, насколько горячим является анализируемое вещество.

В: В чем преимущество спектроскопии?

О: Спектроскопия позволяет ученым исследовать и изучать вещи, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть через микроскоп, например, молекулы и субатомные частицы.

В: Что требуется для измерения и анализа световых волн в спектроскопии?

О: Для измерения и анализа световых волн в спектроскопии требуются специальные приборы.

В: Каковы некоторые примеры субатомных частиц, которые можно исследовать с помощью спектроскопии?

О: Такие субатомные частицы, как протоны, нейтроны и электроны, могут быть исследованы с помощью спектроскопии.