Iq spektroskopiya usulining fizik-kimyoviy asoslari

IQ spektroskopiya usulining fizik-kimyoviy asoslari
Infraqizil spektroskopiya (IQ) va Raman spektroskopiyasi (RS) Spektroskopik tahlil usullari materiyaning elektromagnit nurlanish bilan o'zaro ta'siriga asoslangan usullar deb ataladi. Spektroskopiyada ishlatiladigan eng muhim tushunchalardan biri bu spektr tushunchasidir. Spektr - bu atomlar yoki molekulalarning bir energetik holatdan ikkinchisiga o'tish paytida so'rilib, ajralib chiqqan yoki tarqalgan elektromagnit tebranishlar energiyasining kvantlari ketma-ketligi.

Shuni ta'kidlash kerakki, elektromagnit spektrning inson ko'zi tomonidan qabul qilinadigan sohasi butun diapazoniga nisbatan juda kichikdir. Radiatsiyaning moddalar bilan o'zaro ta'siri jarayonida yuzaga keladigan jarayonlarning tabiati har xil spektral so halarda turlicha. Shu munosabat bilan spektroskopik tahlil usullari ishlatilgan nurlanishning to'lqin uzunligiga
(energiyasiga) qarab tasniflanadi.
Shu bilan birga, optik spektroskopiya o'rganilayotgan ob'ektlarga ko'ra
bo'linadi: atom va molekulyar. Atom spektroskopiyasi moddaning
elementar tarkibini sifat va miqdoriy tahlilini o'tkazish uchun ishlatilishi
mumkin, chunki har bir elementning o'ziga xos noyob energiya to'plami va
atomdagi elektron sathlar orasidagi o'tish intensivligi mavjud. Molekulyar spektroskopiya ma'lumotlari yordamida molekulalar va qattiq jismlarning elektron tuzilishi, shuningdek ularning molekulyar tuzilishi to'g'risidagi ma'lumotlarni ajratib olish mumkin. Shunday qilib, infraqizil (IQ) spektroskopiya va Raman spektroskopiyasi (RS) ni o'z ichiga olgan tebranish spektroskopiyasi usullari moddadagi bog'lanishlarning tebranishlarini kuzatishga imkon beradi. IQ va Raman spektridagi chiziqlar to'plamri moddaning o'ziga xos xususiyati bo'lib, inson barmoq izlari kabi. Agar uning tebranish spektri allaqachon ma'lum bo'lsa, ushbu spektrlardan moddani aniqlash mumkin.
Bundan tashqari, IQ va Raman spektrlari o'rganilmagan molekulalarning
simmetriyasini va tuzilishini aniqlaydi. Spektrlardan topilgan asosiy
tebranishlarning chastotalari moddalarning termodinamik xususiyatlarini
hisoblash uchun zarurdir. Spektrdagi chiziqlar intensivligini o'lchash miqdoriy
tahlil qilish, kimyoviy muvozanat va kimyoviy reaksiyalar kinetikasini o'rganish va texnologik jarayonlarning borishini nazorat qilish imkonini beradi. Radiatsiya oqimining moddalar bilan o'zaro ta'siri natijasida oqimning
intensivligi (I₀) yutilish (l_a qiymati bo'yicha), aks ettirish (I_r) va tarqalish (I_s jarayonlari tufayli kamayadi. Ushbu qiymatlar va moddadan o'tgan I oqim
intensivligi o'rtasidagi bog'liqlik quyidagi bog'liqlik bilan ifodalanadi:
1о = I + I_a+ I_r + I_s (1)
Spektrning infraqizil sohasida moddaning nurlanish bilan o'zaro ta'siriga
asoslangan usullar yutilish, ya'ni, nurlanishni yutish hodisasiga asoslangan.
Ushbu spektral sohada emissiya spektrlarini olish va qayd etishdagi
qiyinchiliklar tufayli emissiya usullari qo'llanilmaydi.
IQ sohasida foton energiyasini tavsiflash uchun ko'pincha to'lqin raqami
deb nomlanadigan miqdor ishlatiladi:

Uning o'lchamlari sm^-1 , ya'ni. bu 1 sm segmentga to'g'ri keladigan to'lqin
uzunliklarining soni, to'lqinlar soni energiyaga mutanosib:
E = hv (3)
IQ spektroskopiyasida yutilish (yoki uzatish) spektri koordinatalarda
optik zichlikda (yoki uzatish intensivligida) - to'lqinda ko'rsatilgan. Atom va molekulyar spektrlarning tuzilishi. Aylanma va tebranish spektrlari. Atomlar alohida spektral chiziqlar - chiziqli spektrlardan tashkil topgan diskret spektrlar bilan tavsiflanadi. Ulardagi spektral chiziqlar soni tashqi elektronlar qobig'idagi elektronlar sonining ko'payishi bilan o'sib boradi.
Radiochastota diapazonidagi va uzoq infraqizil sohadagi molekulalarning
spektrlari chiziqli xarakterga ega bo'lib, o'rta va yaqin infraqizil, UB va
ko'rinadigan sohada chiziqli spektrlar kuzatiladi .
Molekulyar spektrlarda spektrlarning paydo bo'lishi molekulada uch xil
harakatning mavjudligi bilan bog'liq: elektron, tebranish va aylanish. E molekulasining energiyasi taxminan elektron Ee, tebranish Ev va aylanish Er energiyalari yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin:
E = E_e+ E_v+ E_r (4)
Ushbu energiya turlari sezilarli darajada farq qiladi. Ifodaga kiritilgan energiyalarning har biri kvantlanadi, ya'ni. u diskret energiya
sathining ma'lum bir to'plamiga mos keladi. Oddiylik uchun u faqat ikkita
elektron darajani ko'rsatadi E_e. Har bir elektron sathning E_v tebranish darajalari va har bir tebranish sathining E_r aylanish darajalari mavjud. Molekuladagi
elektronlarning energiyasi o'zgarganda, tebranish va aylanish energiyalari bir
vaqtning o'zida o'zgaradi va elektronlar o'rniga elektron-tebranish-aylanish
o'tishlari kuzatiladi. Ushbu o'tishlarga mos keladigan spektral chiziqlarning
chastotalari v_evr=v_e+v_v+v_r ifodasi bilan aniqlanadi. Bunday chiziqlar soni
juda ko'p bo'lganligi sababli, odatda elektron spektr deb ataladigan elektron tebranish-aylanish spektri keng bir-birining ustiga chiqib ketadigan chiziqlar
shaklini oladi. Elektron emissiya va yutilish spektrlari 50-2500 nm (UB,
ko'rinadigan va IQ sohalari yaqinida) oralig'ida kuzatiladi. Xuddi shu sababli,
tebranish spektrlari ham chiziqli tuzilishga ega (30 -40*10^-2 sm^-1, IQ chegarasining o'rta va uzoq zonalari).