Widma emisyjne a absorpcyjne | Widmo absorpcyjne a widmo emisji
Światło i inne formy promieniowania elektromagnetycznego są bardzo przydatne i szeroko stosowane w chemii analitycznej. Oddziaływanie promieniowania i materii jest przedmiotem nauki zwanej spektroskopią. Cząsteczki lub atomy mogą pochłaniać energię lub uwalniać energię. Te energie są badane w spektroskopii. Istnieją różne spektrofotometry do pomiaru różnych rodzajów promieniowania elektromagnetycznego, takich jak IR, UV, widzialne, rentgenowskie, mikrofalowe, częstotliwości radiowe itp.
Widma emisji
Po podaniu próbki możemy uzyskać informacje o próbce w zależności od jej interakcji z promieniowaniem. Najpierw próbka jest stymulowana poprzez zastosowanie energii w postaci ciepła, energii elektrycznej, światła, cząstek lub reakcji chemicznej. Cząsteczki w próbce przed podaniem energii znajdują się w stanie o niższej energii, który nazywamy stanem podstawowym. Po przyłożeniu energii zewnętrznej niektóre cząsteczki przejdą przejście do wyższego stanu energetycznego zwanego stanem wzbudzonym. Ten gatunek w stanie wzbudzonym jest niestabilny; dlatego próbuje wyemitować energię i wrócić do stanu podstawowego. To emitowane promieniowanie jest wykreślane jako funkcja częstotliwości lub długości fali, a następnie nazywane jest widmem emisyjnym. Każdy pierwiastek emituje określone promieniowanie w zależności od przerwy energetycznej między stanem podstawowym a stanem wzbudzonym. W związku z tym można to wykorzystać do identyfikacji gatunków chemicznych.
Widma absorpcji
Widmo absorpcyjne to wykres zależności absorbancji od długości fali. Absorbancję inną niż długość fali można również wykreślić w funkcji częstotliwości lub liczby fal. Widma absorpcyjne mogą być dwojakiego rodzaju, jako widma absorpcji atomowej i widma absorpcji molekularnej. Kiedy wiązka polichromatycznego promieniowania UV lub widzialnego przechodzi przez atomy w fazie gazowej, tylko niektóre częstotliwości są pochłaniane przez atomy. Pochłaniana częstotliwość różni się dla różnych atomów. Podczas rejestracji transmitowanego promieniowania widmo składa się z wielu bardzo wąskich linii absorpcyjnych. W atomach te widma absorpcyjne są widoczne w wyniku przejść elektronowych. W molekułach, inne niż przejścia elektronowe, możliwe są również przejścia wibracyjne i rotacyjne. Widmo absorpcyjne jest więc dość złożone, a cząsteczka pochłania promieniowanie UV, IR i widzialne.
Jaka jest różnica między widmami absorpcji a widmami emisji?
• Kiedy atom lub cząsteczka wzbudza się, pochłania pewną energię w promieniowaniu elektromagnetycznym; w związku z tym ta długość fali będzie nieobecna w zarejestrowanym widmie absorpcji.
• Gdy gatunek wraca do stanu podstawowego ze stanu wzbudzonego, pochłonięte promieniowanie jest emitowane i rejestrowane. Ten typ widma nazywa się widmem emisyjnym.
• W uproszczeniu widma absorpcyjne rejestrują długości fal zaabsorbowane przez materiał, natomiast widma emisyjne rejestrują długości fal emitowane przez materiały, które były wcześniej stymulowane energią.
• W porównaniu z ciągłym widmem widzialnym, zarówno widma emisyjne, jak i absorpcyjne są widmami liniowymi, ponieważ zawierają tylko określone długości fal.
• W widmie emisyjnym będzie tylko kilka kolorowych pasm na ciemnym tle. Ale w widmie absorpcyjnym będzie kilka ciemnych pasm w widmie ciągłym. Ciemne pasma w widmie absorpcyjnym i kolorowe pasma w widmie emitowanym tego samego pierwiastka są podobne.
