مفاهیم اولیه در طیف سنجی مولکولی
برهمکنشهای تابشی با ماده، میتواند موجب تغییر جهت پرتوها یا تغییر حالت انرژی بین سطوح مختلف در اتم یا مولکول شود.
در طیف سنجی مولکولی گذار از یک سطح پایینتر به سطح بالاتر که با انتقال انرژی از میدانهای تابشی به اتم یا مولکول همراه است را «جذب» (Absorption) مینامند. همچنین، گذار از سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایینتر موسوم به «گسیل» (Emission) است.
تغییر جهت نور به سبب برهمکنش با ماده را با نام «پراکندگی» (Scattering) میشناسند که میتواند با انتقال انرژی نیز همراه باشد که این یعنی تابش پراکنده ممکن است طول موج یکسان یا متفاوتی داشته باشد.
برای آشنایی بیشتر با طیف سنجی مولکولی نیاز به درک یک سری مفاهیم پایه در خصوص پدیدههای ذکر شده داریم که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.
جذب
زمانی که یک اتم یا مولکول، نوری جذب میکند، این نور، یک ساختار کوانتیزه را به حالت برانگیخته با سطح انرژی بیشتر میرساند. نوع برانگیختگی، به طول موج نور بستگی دارد. الکترونها در اثر تابش فرابنفش یا نور مرئی به اوربیتالهای بالاتر میرسند، نور مادون قرمز سبب ارتعاش میشود و چرخش مولکولها توسط برانگیختگی با مایکروویو قابل انجام است.
یک طیف جذبی، شامل جذب نور به عنوان تابعی از طول موج است و طیف یک اتم یا مولکول به ساختار سطح انرژی آن بستگی دارد. از جمله کاربردهای طیف جذبی میتوان به تشخیص ترکیبات شیمیایی اشاره کرد.
گسیل
اتمها یا مولکولهایی که به سطوح انرژی بالاتری برانگیخته شدهاند، از طریق گسیل پرتوهایی میتوانند به سطوح پایینتر برسند. برای اتمهایی که بوسیله منبع انرژی با دمای بالا برانگیخته شدهاند، این نوع از گسیل، موسوم به گسیل اتمی یا اپتیکی است.
همچنین، برانگیختگی اتم به کمک نور را با نام «فلورسانس اتمی» (Atomic Florescence) میشناسند. در خصوص مولکولها ذکر این نکته ضروری است که در صورتیکه حالت گذار در برانگیختگی مربوط به یک اسپین باشد، به آن فلورسانس و اگر برانگیختگی بین دو اسپین مختلف اتفاق بیافتد به آن فسفرسانس میگویند.
خوب است بدانید که قدرت گسیل یک ماده در غلظتهای پایین، به طور خطی با غلظت آنالیت تناسب دارد و از این ویژگی برای اندازهگیری ذرات گسیلکننده بهره میگیرند.
پراکندگی
در طیف سنجی مولکولی زمانی که یک تابش الکترومغناطیس از یک ماده گذر کند، بیشتر پرتوها به مسیر خود ادامه میدهند اما کسر کوچکی از آنها در جهات دیگر پراکنده خواهند شد. به نوری که با همان طول موج وارد شده، پراکنده شود، «پراکندگی رایلی» (Rayleigh Scattering) میگویند.
نور پراکندهشده در جامدات شفاف به سبب ارتعاش را «پراکندگی بریلوئن» (Brillouin Scattering) مینامند. همچنین، نوری که به دلیل ارتعاش مولکولها در جامدات پراکنده میشود را با نام «پراکندگی رامان» (Raman Scattering) میشناسند.
هنوز بررسیای ثبت نشده است.