Apsorpcijska spektroskopija: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Nema sažetka uređivanja |
Nadopunio Apsorpcijska spektroskopija |
||
Redak 1:
[[
[[datoteka:cmglee_Cambridge_Science_Festival_2016_sodium_lines.jpg|mini|desno|300px|Prikaz [[spektrometar|spektrometra]] kojim se promatra emisijska D linija [[natrij]]a, [[valna duljina|valne duljine]] 589 [[nanometar]]a D2 (lijevo) i 590 nanometara D1 (desno), korištenjem fitilja i [[plamen]]a koji se natapa slanom vodom.]]
[[datoteka:Na-D-sodium D-lines-589nm.jpg|mini|desno|300px|[[Emisijski spektar]] [[natrij]]a koji prikazuje svojstvenu D liniju.]]
[[datoteka:Spectrum of blue sky.svg|mini|desno|300px|[[Fraunhoferove linije]]: spektar plavog neba, u blizini [[obzor]]a, oko 3 do 4 sata poslijepodne, na čistom nebu.]]
'''Apsorpcijska spektroskopija''' se odnosi na [[spektroskopija|spektroskopske]] tehnike koje mjere apsorpciju [[elektromagnetno zračenje|zračenja]], nastalu uslijed interakcije sa uzorkom, kao funkciju [[frekvencija|frekvencije]] ili [[valna duljina|valne duljine]]. Uzorak apsorbira energiju (npr. [[foton]]e) iz izvora zračenja pri čemu postoji razlika u intenzitetu apsorpcije u zavisnosti od frekvencije. Zavisnost intenziteta apsorpcije od frekvencije (ili valne duljine) predstavlja apsorpcioni [[spektar (fizika)|spektar]]. Apsorpciona spektroskopija ima primjenu u [[analitička kemija|analitičkoj kemiji]] kao tehnika kojom je moguće kvalitativno i kvantitativno odrediti neku supstancu (npr. infracrvena spektroskopija, UV-vidljiva spektroskopija).
==
[[Datoteka:Fraunhofer lines.svg|mini|250px|Solarni spektar sa vidljivim [[Fraunhoferove linije|Fraunhoferovim linijama]]]]▼
▲Apsorpcioni spektar neke supstance predstavlja dio upadnog zračenja koji je supstanca apsorbirala u određenom rangu frekvencija. Apsorpcioni spektar je primarno određen [[atom]]skim i [[molekula]]rnim sastavom supstance<ref> Modern Spectroscopy (Paperback)
by J. Michael Hollas ISBN 978-0-470-84416-8</ref><ref>Symmetry and Spectroscopy: An Introduction to Vibrational and Electronic Spectroscopy (Paperback)
by Daniel C. Harris, Michael D. Bertolucci ISBN 978-0-486-66144-5</ref><ref>Spectra of Atoms and Molecules by Peter F. Bernath ISBN 978-0-19-517759-6</ref>. Najveća je vjerojatnoća da će zračenje biti apsorbirano na frekvencijama koje odgovaraju energetskoj razlici između energetskih nivoa molekule. Apsorpcija koja se događa uslijed prelaza između dva energetska stanja predstavlja apsorpcionu liniju, a spektar se obično sastoji od većeg broja linija. U zavisnosti od sredine u kojoj se nalazi molekula, spektar će imati određenu širinu i oblik.
=== Objašnjenje ===
==Osnovna teorija==▼
Apsorpcijski spektar nastaje raščlanjivanjem [[zračenje|zračenja]] propuštenoga kroz tvari koje djelomično propuštaju a djelomično apsorbiraju elektromagnetsko zračenje na svojstven, selektivan način. Frekvencije zračenja koje neka tvar apsorbira odgovaraju frekvencijama koje bi ta [[tvar]] emitirala u usijanom stanju ([[Kirchhoffov zakon toplinskog zračenja]]). [[Čvrste tvari]] emitiraju kontinuirani spektar, koji sadrži sve frekvencije vidljivog, infracrvenog i ultraljubičastoga područja. Nasuprot tomu, tvari u [[plin]]ovitom stanju emitiraju diskontinuirani, linijski ili atomski spektar, sastavljen od niza diskretnih monokromatskih spektralnih linija to jest samo zračenje frekvencija karakterističnih za pobuđeni [[atom]]. Rendgensko linijsko zračenje atoma nastaje kada upadni snop visokoenergijskoga zračenja izbija elektrone iz dijela elektronskog oblaka u blizini [[Atomska jezgra|jezgre atoma]] a nastale se šupljine popunjavaju skokom elektrona iz viših energijskih razina. Tumačenje nastanka takvih spektara dovelo je do razjašnjenja strukture pojedinih atoma ([[kvantna mehanika]]), a na temelju proučavanja emisijskih spektara [[zvijezda]] razjašnjena su njihova fizikalna i kemijska svojstva ([[Spektralni razred|spektralni razredi zvijezda]]).
Apsorpcione linije su tipično klasificirane prema prirodi kvantno-mehaničke promjene inducirane u atomu ili molekuli. Npr. rotacione linije se pojavljuju kada se mijenja rotaciono stanje molekule. Rotacione linije pripadaju [[mikrovalno zračenje|mikrotvalnom]] dijelu spektra. Vibracione linije su posljedica promjene vibracionog stanja molekule i pripadaju [[infracrveno zračenje|infracrvenom]] području elektromagnetnog spektra.▼
Spektri emisije, apsorpcije, raspršenja i polarizacije elektromagnetskoga zračenja primjenjuju se za objašnjenje strukture molekula, a služe i u kvalitativnoj i kvantitativnoj kemijskoj analizi. Razdvajanje spektralnih linija opaža se kad se promatraju spektri koje emitiraju ili apsorbiraju atomi u magnetnom ili električnom polju, a te se pojave nazivaju [[Zeemanov učinak]] ili [[Starkov učinak]].
* [[emisijski spektar]]▼
Druge vrste spektara se od elektromagnetskih spektara razlikuju po načelima energijskih promjena u ispitivanim tvarima ili načinu [[Detekcija|detekcije]], na primjer spektar energijske razdiobe elektrona ili maseni spektar [[ion]]a prema omjeru njihove [[masa|mase]] i [[Električni naboj|naboja]], a također i magnetski spektar koji nastaje kada katodne zrake nakon prolaska kroz [[magnetsko polje]] padnu na odgovarajući [[zaslon]], akustički spektar kao prikaz jest [[amplituda]] (ili faza) pojedinih komponenata složenoga [[zvuk]]a kao funkcije frekvencije i drugo. <ref> '''spektar''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=57368] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2017.</ref>
=== Kirchhoffovi zakoni spektroskopije ===
{{glavni|Kirchhoffovi zakoni spektroskopije}}
Promatramo li [[spektroskop]]om zrake bijele svjetlosti koje su prošle kroz pare nekog kemijskog elementa, vidjet ćemo da spektar više nije kontinuiran, već da se u njemu nalaze tamne linije. Te se tamne linije nalaze upravo tamo gdje bi inače bile svijetle linije u emisionom spektru pare. Znači da su pare, kroz koje je prošla bijela svijetlost, apsorbirale upravo one valne duljine bijele svjetlosti koje bi one emitirale kad bi same davale spektar. '''Takav spektar u kome se pojavljuju tamne linije zove se apsorpcijski spektar.'''
Sunčev spektar je tipični apsorpcijski spektar, kako je to utvrdio njemački fizičar [[Joseph von Fraunhofer|J. Fraunhofer]] 1814. Naime zrake bijele svjetlosti koje izlaze iz [[Sunčeva jezgra|Sunčeve jezgre]] prolaze kroz njegovu [[atmosfera|atmosferu]], u kojoj se nalaze pare nekih kemijskih elemenata. Te pare apsorbiraju svjetlost onih valnih duljina koje bi one same emitirale. Tamne linije u spektru Sunca zovu se [[Fraunhoferove linije]].
Na temelju toga [[Gustav Robert Kirchhoff|G. R. Kirchoff]] je postavio zakon emisije i apsorpcije, koji kaže: '''Odnos između emisije, to jest energije zračenja nekog tijela, i apsorpcije, to jest energije koju tijelo apsorbira, konstantan je za sva tijela pri istoj temperaturi i istoj valnoj duljini zračenja.''' To znači, što više neko tijelo zrači zrake svjetlosti određene valne duljine pri određenoj [[temperatura|temperaturi]], to će ono tu svjetlost više apsorbirati pri istoj temperaturi. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
▲[[
▲==Osnovna teorija==
▲
==Izvori==
{{izvori}}
== Poveznice ==
* [[Linijski spektar]]
{{GLAVNIRASPORED:Apsorpcijska spektroskopija}}
| |||