Atomabszorpciós abszorpciós spektrum, látható és a molekulákban

egy abszorpciós spektrum a fizikai állapotban lévő anyag és anyag közti kölcsönhatás eredménye. A definíció azonban túlmutat egy egyszerű látható fényen, mert az interakció a hullámhossz és az elektromágneses sugárzás energiájának széles körét tartalmazza..

Ezért egyes szilárd anyagok, folyadékok vagy gázok képesek különböző energiájú vagy hullámhosszú fotonokat elnyelni; az ultraibolya sugárzásból, amelyet látható fény követ, sugárzásra vagy infravörös fényre, mikrohullámú hullámhosszúsággal megdöbbentve.

Az emberi szem csak a látható fény kölcsönhatásait érzékeli. Továbbá képes a fehér fény diffrakcióját egy prizmán vagy egy közegen keresztül a színes összetevőiben (felső kép).

Ha a fénysugarat „anyagcsapás” után „csapdába esették” és elemezték, akkor bizonyos színek sávjainak hiánya; vagyis a fekete háttér csíkokkal ellentétes lenne. Ez az abszorpciós spektrum, és annak elemzése alapvető az instrumentális analitikai kémia és a csillagászat szempontjából.

index

• 1 Atomabszorpció
  • 1.1 Átmenetek és elektronikus energiák
• 2 Látható spektrum
• 3 A molekulák abszorpciós spektruma
  • 3.1. Metilén kék
  • 3.2 Klorofillek a és b
• 4 Referenciák

Atomabszorpció

A felső képen az elemek vagy atomok tipikus abszorpciós spektruma látható. Ne feledje, hogy a fekete sávok az elnyelt hullámhosszakat képviselik, míg a többiek a kibocsátott hullámok. Ez azt jelenti, hogy éppen ellenkezőleg, egy atom emissziós spektrum olyan fekete sávnak tűnne, amelynek színe csíkokkal rendelkezik.

De mik ezek a csíkok? Röviden tudni, hogy az atomok felszívódnak-e vagy kibocsátanak (fluoreszcencia vagy foszforeszcencia bevezetése nélkül)? A válaszok az atomok engedélyezett elektronikus állapotaiban találhatók.

Átmenetek és elektronikus energiák

Az elektronok elmozdulhatnak a magtól, így pozitívan feltöltődnek, amikor alacsonyabb energiájú orbitálról egy magasabb energiájú orbitálisra mozognak. Ehhez a kvantumfizika által kifejtett fotonok egy adott energiát elnyelnek egy ilyen elektronikus átmenethez.

Ezért az energia kvantálódik, és nem szívja fel a foton felét vagy háromnegyedét, hanem a frekvencia (ν) vagy a specifikus hullámhossz (λ) értékeit..

Amint az elektron izgatott, nem marad korlátlan ideig a nagyobb energia elektronikus állapotában; az energiát foton formájában szabadítja fel, és az atom visszatér az eredeti vagy eredeti állapotába.

Attól függően, hogy az elnyelt fotonokat feljegyezzük-e, abszorpciós spektrum lesz; és ha felveszed a kibocsátott fotonokat, akkor az eredmény egy emissziós spektrum lesz.

Ez a jelenség kísérletileg megfigyelhető, ha egy elem gáznemű vagy porlasztott mintáit melegítik. A csillagászatban, összehasonlítva ezeket a spektrumokat, ismert lehet egy csillag összetétele, és még a helyéhez viszonyítva is..

Látható spektrum

Amint az első két képen látható, a látható spektrum tartalmazza az ibolyától a vörösig terjedő színeket és az összes árnyalatát attól függően, hogy az anyag milyen mértékben szívódik fel (sötét árnyalatok).

A vörös fény hullámhossza a 650 nm-es értéknek felel meg (amíg az infravörös sugárzásban eltűnik). A baloldalon pedig az ibolya és a lila színek 450 nm-ig terjedő hullámhossz értékeket fednek le. A látható spektrum körülbelül 400 és 700 nm között van.

Ahogy λ növekszik, a foton frekvenciája csökken, és így az energia. Így a lila fény nagyobb energiával rendelkezik (rövidebb hullámhosszak), mint a vörös fény (hosszabb hullámhosszak). Ezért a lila fényt elnyelő anyag magában foglalja a magasabb energiák elektronikus átmeneteit.

És ha az anyag elnyeli az ibolya színt, milyen színű lesz ez a szín? Zöldes sárga színű lesz, ami azt jelenti, hogy az elektronjai nagyon energikus átmenetet eredményeznek; mivel ha az anyag elnyeli az alacsonyabb energiájú vörös színt, akkor kékes zöld színű lesz.

Amikor egy atom nagyon stabil, általában nagyon távoli elektronikus állapotokat jelenít meg az energiában; ezért az elektronikus átmenetek engedélyezéséhez nagyobb energiájú fotonokat kell felszívnia:

A molekulák abszorpciós spektruma

A molekuláknak atomjai vannak, és ezek is elnyelik az elektromágneses sugárzást; elektronjaik azonban a kémiai kötés részét képezik, így az átmenetek eltérőek. A molekuláris pálya elméletének egyik nagy diadalja az a képesség, hogy az abszorpciós spektrumokat a kémiai szerkezethez kapcsoljuk..

Így az egyszerű, kettős, hármas, konjugált és aromás szerkezeteknek saját elektronikus állapotuk van; és ezért nagyon specifikus fotonokat szívnak fel.

Az atomok közötti kölcsönhatásokon túlmenően több atom is van, és a kötéseik rezgései (amelyek szintén energiát szívnak fel) a molekulák abszorpciós spektruma "hegyek", amelyek a hullámhosszúságú sávokat jelzik. elektronikus átmenetek történnek.

Ezeknek a spektrumoknak köszönhetően egy vegyület jellemezhető, azonosítható és akár többváltozós elemzéssel is számszerűsíthető.

Metilén kék

A kék metilén indikátor spektruma a felső képen látható. Ahogy a neve nyilvánvalóan rámutat, kék; de ellenőrizhető az abszorpciós spektrumával?

Megjegyezzük, hogy 200 és 300 nm hullámhossz között vannak sávok. 400 és 500 nm között szinte nincs abszorpció, azaz nem veszi fel a lila, kék vagy zöld színeket.

Azonban 600 nm-es intenzív abszorpciós sáv van, ezért alacsony energiaigényű elektronikai átmenetekkel rendelkezik, amelyek elnyelik a vörös fény fotonjait.

Következésképpen, és a moláris abszorbanciák magas értékeit figyelembe véve, a metilén-kék intenzív kék színű.

A és b klorofillek

Amint az a képen látható, a zöld vonal megfelel a klorofill a abszorpciós spektrumának, míg a kék vonal megfelel a klorofill a..

Először is azokat a sávokat kell összehasonlítani, amelyeknél a moláris abszorpció nagyobb; ebben az esetben a bal oldalon, 400 és 500 nm között. A klorofill a erősen elnyeli a lila színeket, míg a klorofill b (kék vonal) kék színű.

A klorofill b 460 nm-es, kék színű elnyelésével a sárga szín tükröződik. Másrészt a 650 nm-es, a narancssárga fény is erősen elnyeli, ami azt jelenti, hogy a kék színű. Ha a sárga és a kék szín vegyes, mi az eredmény? A zöld szín.

Végül a klorofill a elnyeli a kékes lila színt, és ezen kívül egy piros fényt 660 nm-en. Ezért zöld színű, "sárga színű" színű.

referenciák

1. Párizs Observatoire. (N.d.). A különböző spektrumok. Lap forrása: media4.obspm.fr
2. Egyetemi Campus of Rabanales. (N.d.). Spektrometria: A biomolekulák abszorpciós spektruma és kolorimetriai meghatározása. [PDF]. Visszanyerve: uco.es
3. Day, R. és Underwood, A. (1986). Kvantitatív analitikai kémia (ötödik kiadás). PEARSON, Prentice Hall, 461-464.
4. Reush W. (s.f.). Látható és ultraibolya spektroszkópia. Lap forrása: 2.chemistry.msu.edu
5. David Darling (2016). Abszorpciós spektrum. Lap forrása: daviddarling.info
6. Khan Akadémia. (2018). Abszorpciós / emissziós vonalak. Lap forrása: khanacademy.org