Espectroscopía óptica
Páginas: 13 (3057 palabras)
Publicado: 21 de marzo de 2013
Universidad Autónoma Metropolitana
Avenida San Rafael Atlixco 186 Vicentina, Iztapalapa, C.P. 09340 México, D.F
Espectroscopia Óptica
Palabras Clave
RESUMEN
Absorción, emisión,
Fluorescencia, dos fotones,
molécula Rodamina.
1. INTRODUCCIÓN
Por más de cincuenta años la espectroscopia de absorción y luminiscencia ha servido como herramienta usual eimportante para caracterizar diversos procesos físicos y químicos en materiales. Utilizándola químicos, físicos y biólogos han adquirido muchos de los conocimientos fundamentales acerca de la estructura molecular, así como de mecanismos de transferencia de energía en la materia.
2. MARCO TEÓRICO
2.1 Espectros atómicos o moleculares
Los espectros atómicos son espectros de líneas característicosde cada elemento, ya que reflejan su estructura atómica. Partiendo del modelo atómico de Bohr, un átomo tiene niveles discretos de energía relacionados con las órbitas de sus electrones. El estado energético más bajo de un átomo (y más estable), ocurre cuando sus electrones de valencia se encuentran lo más cercano posible al núcleo, conociéndose este estado como basal o fundamental (S0).Sinembargo, los electrones de valencia pueden sufrir transiciones a estados excitados (por ende menos estables), debido al intercambio de energía de estos electrones con su entorno, ya sea a través de la absorción de energía radiante o de energía cinética a partir de colisiones con otras partículas Así, cada transición S0 a S2 será posible cuando la diferencia entre los niveles energéticos sea igual a laenergía incidente, de acuerdo a la expresión:
E = h * v = h * c/λ (1)
Dondeh es igual a 6.626x10-34Js (constante de Planck), v es la frecuencia en s-1, c la velocidad de la luz igual a 3x108 ms-1mientras que λes la longitud de onda en m.
En relación a las técnicas ópticas atómicas, pueden presentarse tres situaciones:
a) Si la excitación se da por absorción de radiaciónelectromagnética, los átomos sólo absorberán cantidades definidas de energía (es decir, radiación a determinadas longitudes de onda o frecuencia), dando lugar a espectros atómicos de absorción. Para regresar al estado basal, el exceso de energía será liberado generalmente a través de procesos no radiantes, como calor o energía cinética perdida por colisiones con otras partículas (AAS).
b) Si laenergía absorbida en el inciso a) es liberada en forma de radiación electromagnética, se tendrá como resultado un espectro de fluorescencia (AFS).
c) Si la excitación se da por absorción de energía térmica o eléctrica, a través de la colisión con otras partículas, al menos algunos de los átomos liberarán este exceso de energía como radiación electromagnética, observándose un espectro de emisión(OES).
2.2 Espectroscopia de fluorescencia
La espectroscopia óptica es una extensa rama de lasciencias físicas que comprende, desde los diversos métodospara la obtención de espectros, sus aplicaciones y su interpretación teórica explican la relación de la estructura atómica-molecular de la materia.
Desde el punto de vista de la interacción de laradiación electromagnética con la materia,un espectropuede definirse [2] como una representación gráfica dela distribución de intensidad de la radiación electromagnética,emitida o absorbida por una muestra de sustancia,en función de la longitud de onda (o frecuencia) dedicha radiación.
Un espectro depende en principio de la separaciónentre los niveles de energía. Afortunadamente, los distintos tipos de energía de lossistemas atómicos omoleculares son de orden de magnitudbastante diferente, por lo que las transiciones entre loscorrespondientes niveles de energía dan lugar a la emisióno absorción de radiación en distintas zonas de frecuencia.Por esto, se pueden distinguir distintos tipos deespectros, según los niveles de energía que intervienen ylas técnicas experimentales utilizadas para su observación.
Una transición...
Universidad Autónoma Metropolitana
Avenida San Rafael Atlixco 186 Vicentina, Iztapalapa, C.P. 09340 México, D.F
Espectroscopia Óptica
Palabras Clave
RESUMEN
Absorción, emisión,
Fluorescencia, dos fotones,
molécula Rodamina.
1. INTRODUCCIÓN
Por más de cincuenta años la espectroscopia de absorción y luminiscencia ha servido como herramienta usual eimportante para caracterizar diversos procesos físicos y químicos en materiales. Utilizándola químicos, físicos y biólogos han adquirido muchos de los conocimientos fundamentales acerca de la estructura molecular, así como de mecanismos de transferencia de energía en la materia.
2. MARCO TEÓRICO
2.1 Espectros atómicos o moleculares
Los espectros atómicos son espectros de líneas característicosde cada elemento, ya que reflejan su estructura atómica. Partiendo del modelo atómico de Bohr, un átomo tiene niveles discretos de energía relacionados con las órbitas de sus electrones. El estado energético más bajo de un átomo (y más estable), ocurre cuando sus electrones de valencia se encuentran lo más cercano posible al núcleo, conociéndose este estado como basal o fundamental (S0).Sinembargo, los electrones de valencia pueden sufrir transiciones a estados excitados (por ende menos estables), debido al intercambio de energía de estos electrones con su entorno, ya sea a través de la absorción de energía radiante o de energía cinética a partir de colisiones con otras partículas Así, cada transición S0 a S2 será posible cuando la diferencia entre los niveles energéticos sea igual a laenergía incidente, de acuerdo a la expresión:
E = h * v = h * c/λ (1)
Dondeh es igual a 6.626x10-34Js (constante de Planck), v es la frecuencia en s-1, c la velocidad de la luz igual a 3x108 ms-1mientras que λes la longitud de onda en m.
En relación a las técnicas ópticas atómicas, pueden presentarse tres situaciones:
a) Si la excitación se da por absorción de radiaciónelectromagnética, los átomos sólo absorberán cantidades definidas de energía (es decir, radiación a determinadas longitudes de onda o frecuencia), dando lugar a espectros atómicos de absorción. Para regresar al estado basal, el exceso de energía será liberado generalmente a través de procesos no radiantes, como calor o energía cinética perdida por colisiones con otras partículas (AAS).
b) Si laenergía absorbida en el inciso a) es liberada en forma de radiación electromagnética, se tendrá como resultado un espectro de fluorescencia (AFS).
c) Si la excitación se da por absorción de energía térmica o eléctrica, a través de la colisión con otras partículas, al menos algunos de los átomos liberarán este exceso de energía como radiación electromagnética, observándose un espectro de emisión(OES).
2.2 Espectroscopia de fluorescencia
La espectroscopia óptica es una extensa rama de lasciencias físicas que comprende, desde los diversos métodospara la obtención de espectros, sus aplicaciones y su interpretación teórica explican la relación de la estructura atómica-molecular de la materia.
Desde el punto de vista de la interacción de laradiación electromagnética con la materia,un espectropuede definirse [2] como una representación gráfica dela distribución de intensidad de la radiación electromagnética,emitida o absorbida por una muestra de sustancia,en función de la longitud de onda (o frecuencia) dedicha radiación.
Un espectro depende en principio de la separaciónentre los niveles de energía. Afortunadamente, los distintos tipos de energía de lossistemas atómicos omoleculares son de orden de magnitudbastante diferente, por lo que las transiciones entre loscorrespondientes niveles de energía dan lugar a la emisióno absorción de radiación en distintas zonas de frecuencia.Por esto, se pueden distinguir distintos tipos deespectros, según los niveles de energía que intervienen ylas técnicas experimentales utilizadas para su observación.
Una transición...
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