Spektroskopie

Spektroskopie ist die Untersuchung von Licht als Funktion der Länge der Welle, die durch einen Festkörper, eine Flüssigkeit oder ein Gas emittiert, reflektiert oder durchstrahlt wurde. Zur Analyse wird die Chemikalie erhitzt, weil heiße Dinge glühen und jede Chemikalie anders glüht. Die verschiedenen Wellenlängen des Glühens ergeben ein Farbspektrum, das sich in einigen Details von anderen Chemikalien unterscheidet. Die Spektroskopie trennt und misst die Helligkeit der verschiedenen Wellenlängen. Sie kann die Chemikalien in einer Mischung identifizieren und einige andere Dinge bestimmen, z.B. wie heiß das Ding ist.

Die Spektroskopie ermöglicht es Wissenschaftlern, Dinge zu untersuchen und zu erforschen, die zu klein sind, um durch ein Mikroskop gesehen zu werden, wie etwa Moleküle und die noch kleineren subatomaren Teilchen wie Protonen, Neutronen und Elektronen. Es gibt spezielle Instrumente zur Messung und Analyse dieser Lichtwellen.

Alkoholische Flamme und ihr Spektrum

Methoden

Die Infrarotspektroskopie misst Licht im infraroten elektromagnetischen Spektrum. Der Höhepunkt der IR-Spektroskopie ist, dass sie sehr nützlich bei der Identifizierung funktioneller Gruppen organischer Moleküle ist. Die Absorption von Infrarotlicht durch organische Moleküle verursacht Molekülschwingungen. Die Schwingungsfrequenzen sind für die einzelnen funktionellen Gruppen einzigartig. IR-Spektren sind grafisch dargestellt als Transmissionsgrad (%) vs. Wellenzahl (cm-1)

Die Röntgenkristallographie kann die Struktur eines kristallinen Moleküls betrachten. Die Elektronenwolke jedes Atoms beugt die Röntgenstrahlen, wodurch die Positionen der Atome sichtbar werden. Verschiedene anorganische und organische Moleküle können kristallisiert und in dieser Methode verwendet werden, darunter DNA, Proteine, Salze und Metalle. Die zur Analyse verwendete Probe wird nicht zerstört.

Die Ultraviolett-Sicht-Spektroskopie verwendet sichtbares und ultraviolettes Licht, um zu untersuchen, wie viel von einer Chemikalie sich in einer Flüssigkeit befindet. Die Farbe der Lösung ist die Grundlage für die Funktionsweise von UV-Vis. Die Farbe der Lösung, mit der wir arbeiten, ist aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung gefärbt. Die Lösung absorbiert also einige Lichtfarben und reflektiert andere Farben, das Licht, das sie reflektiert, ist die Farbe der Lösung. Bei der UV-Vis-Spektroskopie wird Licht durch eine Probe Ihrer Lösung geleitet und dann bestimmt, wie viel Licht von der Lösung absorbiert wird.

Die kernmagnetische Resonanz kann Kerne untersuchen. Sie nutzt die magnetischen Eigenschaften bestimmter Kerne, wobei die häufigsten ^13C und ^1H sind. Das NMR-Instrument erzeugt ein großes Magnetfeld, das die Kerne wie winzige Stabmagneten wirken lässt. Die Kerne richten sich entweder mit dem Magnetfeld des Instruments aus oder gegen dieses. Zu diesem Zeitpunkt gibt es zwei mögliche Ausrichtungen, in denen sich die Kerne in α oder β befinden könnten. Als nächstes werden die Kerne Radiowellen ausgesetzt, die α in die β Ausrichtung bringen. Wenn diese Änderung eintritt, wird Energie abgegeben und nachgewiesen. Die Daten werden von einem Computersystem grafisch interpretiert (Intensität vs. chemische Verschiebungen in ppm). Die NMR zerstört die Probe, die Sie zur Analyse verwenden, nicht. Unten sehen Sie ein 900-MHz-NMR-System.

Fragen und Antworten

F: Was ist Spektroskopie?

A: Spektroskopie ist die Untersuchung von Licht in Abhängigkeit von der Länge der Welle, die emittiert, reflektiert oder durch einen Festkörper, eine Flüssigkeit oder ein Gas gestrahlt wurde.

F: Warum erhitzen Chemiker eine Chemikalie während der Spektroskopie?

A: Jede Chemikalie leuchtet anders, wenn sie erhitzt wird, und die Spektroskopie analysiert das Leuchten der Chemikalie, um ihr Farbspektrum zu bestimmen, das sich von dem anderer Wellenlängen unterscheidet.

F: Wie wird bei der Spektroskopie zwischen verschiedenen Chemikalien unterschieden?

A: Die Spektroskopie trennt und misst die Helligkeit der verschiedenen Wellenlängen des Leuchtens von Chemikalien.

F: Was kann die Spektroskopie außer der Identifizierung von Chemikalien noch feststellen?

A: Mit der Spektroskopie kann man feststellen, wie heiß der untersuchte Gegenstand ist.

F: Was ist der Vorteil der Spektroskopie?

A: Die Spektroskopie ermöglicht es Wissenschaftlern, Dinge zu untersuchen und zu erforschen, die zu klein sind, um sie mit einem Mikroskop zu sehen, wie z.B. Moleküle und subatomare Teilchen.

F: Was ist erforderlich, um Lichtwellen in der Spektroskopie zu messen und zu analysieren?

A: Um Lichtwellen in der Spektroskopie zu messen und zu analysieren, sind spezielle Instrumente erforderlich.

F: Was sind einige Beispiele für subatomare Teilchen, die durch Spektroskopie untersucht werden können?

A: Subatomare Teilchen wie Protonen, Neutronen und Elektronen können durch Spektroskopie untersucht werden.