ספקטרום ספיגה ספיגה אטומית, גלוי ובמולקולות

א ספקטרום הקליטה הוא תוצר של אינטראקציה של אור עם חומר או חומר בכל מצבו הפיזי. אבל ההגדרה היא מעבר לאור גלוי פשוט, כי האינטראקציה כוללת קטע רחב של טווח של אורכי גל ואנרגיה של קרינה אלקטרומגנטית.

לכן, כמה מוצקים, נוזלים או גזים יכולים לספוג פוטונים של אנרגיות שונות או אורכי גל; מקרינה אולטרה סגולה, ואחריו אור נראה, לקרינה או אור אינפרא אדום, מזעזע באורכי גל מיקרוגל.

העין האנושית תופסת רק את יחסי הגומלין בין החומר לאור הנראה. כמו כן, הוא מסוגל להרהר על עקיפה של אור לבן דרך פריזמה או מדיום של רכיבים צבעוניים שלה (תמונה עליונה).

אם קרני האור היו "לכודים" לאחר שנסעו בחומר, ונותחו, היו מוצאים את היעדרם של להקות צבע מסוימות; כלומר, יהיו פסים שחורים המנוגדים לרקע שלו. זהו ספקטרום הקליטה, והניתוח שלו הוא יסודי בכימיה אנליטית אינסטרומנטלית ובאסטרונומיה.

אינדקס

• 1 ספיגה אטומית
  • 1.1 מעברים ואנרגיות אלקטרוניות
• 2 ספקטרום גלוי
• 3 ספקטרום ספיגה של מולקולות
  • 3.1 מתילן כחול
  • 3.2 כלורופילים a ו- b
• 4 הפניות

ספיגה אטומית

בתמונה העליונה, ספקטרום ספיגה אופייני של האלמנטים או האטומים מוצג. שים לב כי ברים שחורים מייצגים את אורכי הגל נספג, בעוד האחרים הם אלה הנפלט. משמעות הדבר היא, כי להיפך, ספקטרום פליטה אטומית ייראה כמו רצועת שחור עם פסים של צבעים הנפלטים.

אבל מה הפסים האלה? כיצד לדעת בקיצור אם האטומים לספוג או לפלוט (ללא החדרת הקרינה או זרחני)? התשובות נמצאות במצבים האלקטרוניים המותרים של האטומים.

מעברים ואנרגיות אלקטרוניות

האלקטרונים מסוגלים להתרחק הגרעין עוזב אותו חיובי טעון כאשר הם נעים מן מסלול נמוך אנרגיה לחלל אנרגיה גבוהה יותר. לשם כך, מוסבר על ידי פיזיקה קוונטית, לספוג פוטונים של אנרגיה מסוימת כדי להפוך את המעבר האלקטרוני.

לכן, האנרגיה היא לכמת, ולא לספוג חצי או שלושה רבעים של פוטון, אבל ערכי תדר (ν) או אורכי גל ספציפיים (λ).

ברגע האלקטרון הוא מתרגש, זה לא נשאר זמן בלתי מוגבל במצב האלקטרוני של אנרגיה רבה יותר; הוא משחרר את האנרגיה בצורה של פוטון, ואת האטום חוזר למצב הבסיסי או המקורי.

תלוי אם פוטונים נספגים נרשמות, יהיה ספקטרום הקליטה; ואם אתה להקליט את הפוטונים הנפלטים, אז התוצאה תהיה ספקטרום פליטה.

תופעה זו ניתן לצפות בניסוי אם דגימות גזי או אטומי של אלמנט מחוממים. באסטרונומיה, השוואת ספקטרום זה, הרכב הכוכב יכול להיות ידוע, ואפילו המיקום שלו ביחס לכדור הארץ..

ספקטרום גלוי

כפי שניתן לראות בשתי התמונות הראשונות, הספקטרום הגלוי כולל את הצבעים מ סגול לאדום על כל גווניה לגבי כמה החומר סופג (גוונים כהים).

אורכי הגל של האור האדום תואמים לערכים של 650 ננומטר ואילך (עד שהם נעלמים בקרינת האינפרה-אדום). ועל השמאל הקיצוני, סגול סגול גוונים לכסות את הערכים של אורכי גל עד 450 ננומטר. הספקטרום הנראה ואז נע בין 400 ל 700 ננומטר בערך.

כמו λ מגביר, תדירות הפוטון פוחת, ולכן, האנרגיה שלה. לפיכך, לאור סגול יש אנרגיה גבוהה יותר (אורכי גל קצרים יותר) מאשר אור אדום (אורכי גל ארוכים יותר). לכן, חומר סופג אור סגול כולל מעברים אלקטרוניים של אנרגיות גבוהות יותר.

ואם החומר סופג את הצבע הסגול, איזה צבע זה ישקף? זה יראה צבע ירוק ירקרק, כלומר, האלקטרונים שלה לעשות מעברים אנרגטיים מאוד; ואילו אם החומר סופג את הצבע האדום, של אנרגיה נמוכה יותר, הוא ישקף צבע ירוק כחלחל.

כאשר אטום יציב מאוד, הוא בדרך כלל מציג מצבים אלקטרוניים רחוקים מאוד באנרגיה; ולכן, תצטרך לספוג פוטונים של אנרגיה גבוהה יותר כדי לאפשר מעברים אלקטרוניים:

ספקטרום ספיגה של מולקולות

מולקולות יש אטומים, אלה גם לספוג קרינה אלקטרומגנטית; עם זאת, האלקטרונים שלהם הם חלק הקשר הכימי, ולכן המעברים שלהם שונים. אחד הניצחונות הגדולים של התיאוריה של מסלול המולקולרי הוא הכוח לקשר את הספקטרום של ספיגה עם המבנה הכימי.

לכן, פשוטים, כפולים, משולשים, מצומדות, מבנים ארומטיים יש מצבים אלקטרוניים משלהם; ולכן הם סופגים פוטונים ספציפיים מאוד.

על ידי מספר אטומים, בנוסף לאינטראקציות הבין-מולקולריות, ותנודות הקשרים שלהם (שגם הם סופגים אנרגיה), ספקטרום הקליטה של ​​המולקולות הוא בצורת "הרים", המציינים את הלהקות המרכיבות את אורכי הגל מעברים אלקטרוניים לקרות.

הודות לספקטרום זה, תרכובת יכולה להיות מאופיינת, מזוהה, ואפילו, באמצעות ניתוח רב משתני, לכמת.

מתילן כחול

הספקטרום של מחוון מתילן כחול מוצג בתמונה העליונה. כפי שהשם שלה מציין, הוא כחול; אבל זה יכול להיבדק עם ספקטרום הקליטה שלה?

שים לב שיש להקות בין אורכי גל של 200 ו - 300 ננומטר. בין 400 ל 500 ננומטר אין כמעט קליטה, כלומר, זה לא לספוג את סגול, כחול, או צבעים ירוקים.

עם זאת, יש לה להקה אינטנסיבי הלהקה לאחר 600 ננומטר, ולכן, יש מעברים אלקטרוניים אנרגיה נמוכה כי סופגים פוטונים של אור אדום.

כתוצאה מכך, ובהינתן הערכים הגבוהים של ספיגת הטוחנות, מתילן כחול מציג צבע כחול עז.

כלורופילים a ו- b

כפי שמוצג בתמונה, הקו הירוק מתאים לספקטרום הקליטה של ​​כלורופיל a, בעוד הקו הכחול מתאים לזה של כלורופיל א..

ראשית, יש להשוות את הלהקות שבהן הספיגות הטוחנת גדולה יותר; במקרה זה, אלה בצד שמאל, בין 400 ל 500 ננומטר. Chlorophyll חזק סופג צבעים סגולים, בעוד chlorophyll ב (קו כחול) עושה זאת עם צבע כחול.

על ידי ספיגת כלורופיל b סביב 460 ננומטר, כחול, צבע צהוב משתקף. מצד שני, זה גם סופג אינטנסיבי ליד 650 ננומטר, אור כתום, כלומר, מציג את הצבע הכחול. אם הצבע הצהוב וכחול מעורבבים, מהי התוצאה? הצבע הירוק.

ולבסוף, כלורופיל סופג את צבע סגול כחלחל, ובנוסף, אור אדום ליד 660 ננומטר. לכן, הוא מציג צבע ירוק "מרוכך" על ידי צהוב.

הפניות

1. אובסרבטואר של פריז. (s.f.). סוגים שונים של ספקטרה. מקור: media4.obspm.fr
2. קמפוס האוניברסיטה של ​​רבנאלס. (s.f.). ספקטרומטריה: ספקטרום ספיגה וכימות colorimetric של ביומולקולות. [PDF] שוחזר מ: uco.es
3. Day, R., & Underwood, A. (1986). כימיה אנליטית כמותית (מהדורה חמישית). פרסון, פרנטיס הול, עמ' 461-464.
4. Reush W. (s.f.). ספקטרוסקופיה גלוי ואולטרה סגול. מקור: 2.chemistry.msu.edu
5. דוד דרלינג (2016). ספקטרום ספיגה. מקור: daviddarling.info
6. האקדמיה לחאן. (2018). הקליטה / קווי פליטה. מקור: khanacademy.org