Tema 1 Espectroscòpia

TEMA
 1
 -­‐
 ESPECTROSCÒPIA
 

 

Principis
 bàsics
 

 
L'espectroscòpia
  és
  l'estudi
  de
  la
  interacció
  entre
  la
  radiació
  electromagnètica
  i
  la
 
matèria.
  La
  radiació
  electromagnètica
  és
  un
  camp
  electromagnètic
  variable
  que
  es
 
propaga
 en
 l'espai.
 El
 concepte
 "electromagnètic" vol
 dir
 que
 tenim
 un
 camp
 elèctric
 
en
 una
 direcció
 i
 un
 camp
 magnètic
 perpendicular
 a
 ell.
 

 
La
  llum
  té
  una
  naturalesa
  dual,
  ja
  que
  pot
  considerar-­‐se
  com
  un
  corpuscle
  (hi
  ha
 
fotons,
  que
  són
  els
  que
  porten
  l'energia
  associada)
  i
  també
  té
 una
  naturalesa
 
ondulatòria
 (es
 propaga
 en
 forma
 d'ona).
 

 
A
  nosaltres
  ens
  interessen
  uns
  paràmetres
  determinats
  que
  influencien
  els
  tipus
 
d'espectroscòpia
 que
 existeixen
 i
 de
 quina
 manera
 afectaran
 a
 les
 nostres
 mesures.
 

 

Paràmetres
 

 
•

Longitud
  d'ona:
  és
  el
 paràmetre
  més
  important
  i
  més
  utilitzat
 
sobretot
 en
 l'espectroscòpia
 visible
 i
 d'UV.
 La
 longitud
 d'ona
 és
 la
 
distància
  entre
  dos
  punts
  idèntics
  de
  l'ona
  (es
  mesura
  en
  metres).
 
Generalment,
 utilitzarem
 els
 nanòmetres.
 

•

Freqüència:
  es
  mesura
  en
  unitats
  de
 temps-­‐1.
  Sobretot
  s'utilitza
  en
 
espectroscòpia
 d'infrarojos.
 

•

Energia
 del
 fotó.
 

•

La
  velocitat
  de
  propagació
  de
  la
  radiació
  electromagnètica
  en
  el
  buit
  (c
  =
 
300.000
 km/s).
 

•

La
 intensitat
 de
 les
 radiacions,
 equivalent
 a
 l'energia
 per
 unitat
 de
 superfície
 i
 
temps. 


 

 

 

 


 
Les
  molècules
  tenen
  diferents
  nivells
  energètics.
  Quan
  la
  llum
  interacciona
  amb
  la
 
matèria,
  hi
  ha
  canvis
  en
  aquests
  nivells
  energètics.
  Aquests
  canvis
  depenen
  de
  la
 
longitud
 d'ona
 de
 la
 llum
 incident.
 

 


 

 

 

 

 

 

 L'espectre
 electromagnètic
 

 


 
En
  les
  zones
  dels
  raigs
  gamma
  i
  raigs
  X,
  tenim
  ruptura
  d'enllaços
  (són
  les
  radiacions
 
més
 energètiques).
 A
 mesura
 que
 disminueix
 l'energia,
 arribem
 a
 la
 zona
 dels
 UV
 i
 de
 
la
  llum
  visible,
  on
  hi
  ha
  transicions
  electròniques
 (passem
  d'estats
  basals
  a
  estats
 
excitats).
 

 
Quan
  parlem
  d'espectroscòpia
  d'absorció,
  les
  transicions
  que
  es
  donen
  són
  de
  tipus
 
electrònic
  (hi
  ha
  una
  transició
  d'un
  estat
  basal
  a
  un
  estat
  excitat).
  Per
  tant,
  veurem
 
fonamentalment
 transicions
 electròniques. 

 

Tipus
 d'interacció
 amb
 la
 matèria
 

 
•


 
•


 

Absorció:
  els
  electrons
  s'exciten
  i
  passen
  a
  nivells
  d'energia
  superiors
  (pas
  de
 
l'estat
  fonamental
  a
  l'estat
  excitat).
  Quan
  tornen
  a
  la
  seva
  posició
  inicial
 
emeten
  energia
  en
  forma
  de
  calor.
  La
 radiació
  té
  una
  longitud
  d'ona
  que
  la
 
molècula
 pot
 absorbir.
 
Dispersió:
  la
  radiació
  EM
  incideix,
  però
  al
  no
  estar
  en
  fase
  amb
  cap
  de
  les
 
longituds
 moleculars,
 es
 dispersa.
 El
 fet
 "d'estar
 en
 fase"
 significa
 que
 per
 tal
 de
 
que
 s'absorbeixi
 una...