Φάσματα εκπομπής έναντι απορρόφησης | Φάσμα απορρόφησης έναντι φάσματος εκπομπής
Το φως και άλλες μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι πολύ χρήσιμες και χρησιμοποιούνται ευρέως στην αναλυτική χημεία. Η αλληλεπίδραση ακτινοβολίας και ύλης είναι το αντικείμενο της επιστήμης που ονομάζεται φασματοσκοπία. Τα μόρια ή τα άτομα μπορούν να απορροφήσουν ενέργεια ή να απελευθερώσουν ενέργεια. Αυτές οι ενέργειες μελετώνται στη φασματοσκοπία. Υπάρχουν διαφορετικά φασματοφωτόμετρα για τη μέτρηση διαφορετικών τύπων ηλεκτρομαγνητικών ακτινοβολιών όπως IR, UV, ορατές, ακτίνες Χ, μικροκύματα, ραδιοσυχνότητες κ.λπ.
Φάσματα εκπομπής
Όταν δίνεται ένα δείγμα, μπορούμε να λάβουμε πληροφορίες για το δείγμα ανάλογα με την αλληλεπίδρασή του με την ακτινοβολία. Πρώτον, το δείγμα διεγείρεται με την εφαρμογή ενέργειας με τη μορφή θερμότητας, ηλεκτρικής ενέργειας, φωτός, σωματιδίων ή χημικής αντίδρασης. Πριν από την εφαρμογή ενέργειας, τα μόρια στο δείγμα βρίσκονται σε χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση, την οποία ονομάζουμε θεμελιώδη κατάσταση. Μετά την εφαρμογή εξωτερικής ενέργειας, μερικά από τα μόρια θα υποστούν μια μετάβαση σε μια υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση που ονομάζεται κατάσταση διεγέρσεως. Αυτό το διεγερμένο είδος είναι ασταθές. ως εκ τούτου, προσπαθώντας να εκπέμψει ενέργεια και να επιστρέψει στη βασική κατάσταση. Αυτή η εκπεμπόμενη ακτινοβολία σχεδιάζεται ως συνάρτηση της συχνότητας ή του μήκους κύματος και στη συνέχεια ονομάζεται φάσματα εκπομπής. Κάθε στοιχείο εκπέμπει συγκεκριμένη ακτινοβολία ανάλογα με το ενεργειακό χάσμα μεταξύ της βασικής κατάστασης και της διεγερμένης κατάστασης. Επομένως, αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση των χημικών ειδών.
Φάσματα Απορρόφησης
Ένα φάσμα απορρόφησης είναι ένα διάγραμμα απορρόφησης σε σχέση με το μήκος κύματος. Εκτός από το μήκος κύματος, η απορρόφηση μπορεί επίσης να γραφτεί σε σχέση με τη συχνότητα ή τον αριθμό κύματος. Τα φάσματα απορρόφησης μπορεί να είναι δύο τύπων, όπως φάσματα ατομικής απορρόφησης και φάσματα μοριακής απορρόφησης. Όταν μια δέσμη πολυχρωμικής υπεριώδους ακτινοβολίας ή ορατής ακτινοβολίας διέρχεται από άτομα στην αέρια φάση, μόνο μερικές από τις συχνότητες απορροφώνται από τα άτομα. Η απορροφούμενη συχνότητα διαφέρει για διαφορετικά άτομα. Όταν καταγράφεται η εκπεμπόμενη ακτινοβολία, το φάσμα αποτελείται από έναν αριθμό πολύ στενών γραμμών απορρόφησης. Στα άτομα, αυτά τα φάσματα απορρόφησης φαίνονται ως αποτέλεσμα ηλεκτρονικών μεταβάσεων. Στα μόρια, εκτός από τις ηλεκτρονικές μεταβάσεις, είναι επίσης δυνατές οι δονήσεις και οι περιστροφικές μεταβάσεις. Έτσι, το φάσμα απορρόφησης είναι αρκετά περίπλοκο και το μόριο απορροφά τους τύπους UV, IR και ορατής ακτινοβολίας.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των φασμάτων απορρόφησης έναντι των φασμάτων εκπομπής;
• Όταν ένα άτομο ή ένα μόριο διεγείρει, απορροφά μια ορισμένη ενέργεια στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Επομένως, αυτό το μήκος κύματος θα απουσιάζει από το καταγεγραμμένο φάσμα απορρόφησης.
• Όταν το είδος επανέρχεται στη βασική κατάσταση από τη διεγερμένη κατάσταση, η απορροφούμενη ακτινοβολία εκπέμπεται και καταγράφεται. Αυτός ο τύπος φάσματος ονομάζεται φάσμα εκπομπής.
• Με απλά λόγια, τα φάσματα απορρόφησης καταγράφουν τα μήκη κύματος που απορροφούνται από το υλικό, ενώ τα φάσματα εκπομπής καταγράφουν τα μήκη κύματος που εκπέμπονται από υλικά, τα οποία έχουν διεγερθεί από ενέργεια στο παρελθόν.
• Σε σύγκριση με το συνεχές ορατό φάσμα, τόσο τα φάσματα εκπομπής όσο και τα φάσματα απορρόφησης είναι φάσματα γραμμής επειδή περιέχουν μόνο ορισμένα μήκη κύματος.
• Σε ένα φάσμα εκπομπών θα υπάρχουν μόνο λίγες έγχρωμες ζώνες σε ένα σκοτεινό φόντο. Αλλά σε ένα φάσμα απορρόφησης θα υπάρχουν λίγες σκοτεινές ζώνες μέσα στο συνεχές φάσμα. Οι σκούρες ζώνες στο φάσμα απορρόφησης και οι έγχρωμες ζώνες στο εκπεμπόμενο φάσμα του ίδιου στοιχείου είναι παρόμοιες.
