espectroscopia de rayos X

Universidad Autónoma de Coahuila
Facultad de Ciencias Químicas

Espectroscopia de compuestos inorgánicos

¨Espectrometría Atómica de Rayos X¨


24. Noviembre. 2014 Saltillo, Coahuila
1. Que son los rayos X, como se producen y que longitudes de onda comprenden?
Los rayos X se definen como una radiación electromagnética de longitud de onda corta. Cuando una radiaciónX o un chorro de electrones interacciona con la materia se producen una serie de procesos muchos de los cuales tienen aplicación en el análisis químico.
El intervalo de longitudes de onda de los rayos X va desde aproximadamente 10-5 Å hasta alrededor de 100 Å; sin embargo, la espectroscopia de rayos X convencional abarca la región de aproximadamente 0.1 Å a 25 Å.
2. Menciona las cuatro formas enque se obtienen para fines analíticos.
Por bombardeo de un blanco metálico con un haz de electrones de elevada energía.
Por composición de una sustancia a un haz primario de rayos X con el objetivo de generar un haz secundario de fluorescencia de rayos X.
Utilizando una fuente radiactiva cuyo proceso de desintegración da lugar a una emisión de rayos X.
A partir de una fuente de radiaciónsincrotrón.

3. Como se obtiene un espectro de rayos X? de donde proviene un espectro continuo y de donde uno de líneas?
En un tubo de rayos X, los electrones producidos en un cátodo caliente son acelerados hacia un ánodo metálico (el blanco) por un potencial del orden de los 100 kV; en la colisión, parte de la energía del haz de electrones se convierte en rayos X. En ciertas condiciones,únicamente se obtiene un espectro continuo y en otras, un espectro de líneas se superpone al continuo.
La radiación continua de una fuente de haz de electrones es el resultado de las colisiones entre los electrones del haz y los átomos del material del blanco. En cada colisión, el electrón se desacelera y se produce un fotón de energía de rayos X. Se caracteriza por un límite a longitud de onda corta biendefinido (λo), que depende del potencial de aceleración V pero es independiente del material del blanco. La energía del fotón será igual a la diferencia entre la energía cinética del electrón antes y después de la colisión. Generalmente, los electrones de un haz se desaceleran en una serie de colisiones, y las pérdidas de energía cinética difieren de una colisión a otra.
Los espectros de líneasde rayos X son el resultado de transiciones electrónicas que implican a los orbitales atómicos más internos. Las series K de longitud de onda más corta se producen cuando los electrones de más energía que provienen del cátodo arrancan electrones de lo orbitales más cercanos al núcleo del átomo del blanco. La colisión da lugar a la formación de iones excitados, los cuales entonces emiten cuantos deradiación X cuando los electrones de los orbitales externos sufren transiciones hacia el orbital vacío. Una segunda característica de los espectros de rayos X es que el potencial de aceleración mínimo necesario para la excitación de las líneas de cada elemento aumenta con el número atómico.



4. Indica las características especiales de un espectro de líneas de rayos X.
Los espectros delíneas de rayos X consisten en dos series de líneas. El grupo de longitud de onda más corta se llama serie K y el otro serie L. Los elementos con números atómicos inferiores a 23 dan sólo la serie K. Existe una relación lineal entre la raíz cuadrada de la frecuencia para una línea dada (K o L) y el número atómico del elemento responsable de la radiación.
5. Indica la relación entre las transicioneselectrónicas y las emisiones K y L.
Las series K implican transiciones electrónicas entre niveles de elevada energía y la capa K. Las series de líneas L se producen cuando se pierde un electrón del segundo nivel cuántico principal, como consecuencia de su expulsión por un electrón del cátodo o de la transición de un electrón L a un nivel K que produce un cuanto de radiación K. Es importante...