Хэт ягаан туяаны спектроскопи - Зарчим, Хэрэгсэл, Хэрэглээ

Спектроскопи гэдэг нь дээжийн молекул эсвэл атом эсвэл ионуудыг нэг энергийн төлөвөөс нөгөө энергийн төлөвт шилжүүлэх үед шингээсэн эсвэл ялгардаг цахилгаан соронзон цацрагийг хэмжих, тайлбарлах явдал юм.

Хэт ягаан туяаны спектроскопи нь хэт ягаан туяаны бүсэд (200-400 нм) байрлах гэрлийг молекулууд шингээж, улмаар электронуудыг үндсэн төлөвөөс өндөр энергийн төлөвт хөөрөхөд хүргэдэг шингээлтийн спектр юм.

Хэт ягаан туяаны спектроскопийн зарчим

Спектроскопи нь үндсэндээ гэрэл ба материйн харилцан үйлчлэлтэй холбоотой.

Гэрлийг матери шингээх үед атом эсвэл молекулуудын энергийн агууламж нэмэгддэг.

Хэт ягаан туяаг шингээх үед энэ нь электронуудыг үндсэн төлөвөөс өндөр энергийн төлөв рүү өдөөхөд хүргэдэг.

Агуулсан молекулуудπ Электронууд буюу холбоогүй электронууд (n-электронууд) нь хэт ягаан туяаны хэлбэрээр энергийг шингээж, улмаар эдгээр электронуудыг өндөр холбоонд тэсвэртэй молекулын орбиталууд руу өдөөж чаддаг.

Электроныг өдөөхөд хялбар байх тусам шингээдэг гэрлийн долгионы урт нь урт байна. Шилжилтийн дөрвөн боломжит төрөл байдаг (π–π *, n–π *, σ–σ *, ба n–σ *), мөн тэдний дараалал дараах байдалтай байна:σ–σ *> n–σ *>π– π *> n–Π *

Нэгдлийн хэт ягаан туяаг шингээх нь нэгдлийг тодорхойлоход тусалдаг өвөрмөц спектрийг бий болгоно.

Хэт ягаан туяаны спектрометр

гэрлийн эх үүсвэр

Вольфрамын судалтай чийдэн болон устөрөгчийн дейтерийн чийдэн нь хэт ягаан туяаны бүх хүрээг хамардаг тул хамгийн өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд тохиромжтой гэрлийн эх үүсвэр юм.

Вольфрамын судалтай чийдэн нь улаан цацрагаар баялаг. Тодруулбал, тэдгээр нь 375 нм долгионы уртад цацраг ялгаруулдаг бөгөөд устөрөгчийн дейтерийн чийдэнгийн эрчим нь 375 нм-ээс доош унадаг.

монохроматор

Монохроматор нь ихэвчлэн призм болон завсараас бүрдэнэ.

Ихэнх харагдах спектрофотометрүүд нь хос цацрагт спектрофотометрүүд юм.

Үндсэн гэрлийн эх үүсвэрээс ялгарч буй цацраг нь эргэлдэгч призмээр тархдаг.

Дараа нь призмээр тусгаарлагдсан гэрлийн эх үүсвэрийн янз бүрийн долгионы уртыг завсараар сонгоно, ингэснээр призмийн эргэлт нь бичлэг хийх зорилгоор завсараар тасралтгүй нэмэгдэж буй долгионы уртын цувралыг нэвтрүүлнэ.

Завсарлагаанаар сонгогдсон гэрлийн туяа нь монохромат бөгөөд өөр призмийн тусламжтайгаар хоёр цацрагт хуваагддаг.

Дээжийн нүд болон лавлах нүд

Хоёр тусдаа цацрагийн нэг нь дээжийн уусмалаар, хоёр дахь цацраг нь лавлах уусмалаар дамждаг.

Дээжийн уусмал болон лавлах уусмал хоёулаа нүдэнд агуулагдана.

Эдгээр батерейг цахиурын давхар исэл эсвэл кварцаар хийдэг. Шилийг эсэд ашиглах боломжгүй, учир нь энэ нь хэт ягаан туяаны бүс дэх гэрлийг шингээдэг.

илрүүлэгч

Хэт ягаан туяаны спектр дэх детекторт ихэвчлэн хоёр фотоэлемент ашигладаг.

Фотоэлементүүдийн нэг нь дээжийн нүднээс гэрлийн цацрагийг, хоёр дахь детектор нь лавлагаа нүднээс гэрлийн цацрагийг хүлээн авдаг.

Лавлах эсээс гарч буй цацрагийн эрчим нь дээжийн эсээс гарч буй цацрагаас илүү хүчтэй байдаг бөгөөд энэ нь фотоэлементэд импульс эсвэл хувьсах гүйдэл үүсгэдэг.

Цахилгаан өсгөгч

Фотоэлементэд үүссэн хувьсах гүйдэл нь өсгөгч рүү дамждаг.

Өсгөгч нь жижиг сервометртэй холбогдсон.

Ерөнхийдөө фотоволтайк элементэд үүссэн гүйдлийн эрчим маш бага байдаг бөгөөд өсгөгчийн гол зорилго нь тодорхой бөгөөд бичлэг хийх боломжтой дохио авахын тулд дохиог олон удаа өсгөх явдал юм.

Бичлэг хийх төхөөрөмж

Ихэнх тохиолдолд өсгөгч нь компьютерт холбогдсон үзэг бичигчтэй холбогдсон байдаг.

Компьютер нь үүсгэсэн бүх өгөгдлийг хадгалж, шаардлагатай нэгдлүүдийн спектрийг үүсгэдэг.

Хэт ягаан туяаны спектроскопийн хэрэглээ

Хольц илрүүлэх

Энэ нь органик молекул дахь хольцыг тодорхойлох хамгийн сайн аргуудын нэг юм.

Дээж дэх хольцын улмаас бусад оргилуудыг ажиглаж болох бөгөөд стандарт түүхий эдтэй харьцуулж болно.

Тодорхой долгионы уртад шингээлтийг хэмжих замаар хольцыг илрүүлж болно.

Органик нэгдлүүдийн бүтцийн тайлбар

Үүнийг органик молекулуудын бүтцийг тодруулахад ашиглаж болно, жишээлбэл, ханаагүй холбоо байгаа эсэх, гетероатом байгаа эсэхийг илрүүлэхэд.

Хэт ягаан туяаны шингээлтийн спектроскопийг хэт ягаан туяаг шингээдэг нэгдлүүдийг тоон үзүүлэлтээр тодорхойлоход ашиглаж болно.

Хэт ягаан туяаны шингээлтийн спектроскопи нь хэт ягаан туяаг шингээдэг нэгдлүүдийн төрлийг тодорхойлж чаддаг бөгөөд үүнийг нэгдлүүдийг чанарын хувьд тодорхойлоход ашиглаж болно. Тодорхойлолтыг шингээлтийн спектрийг мэдэгдэж буй нэгдлийн спектртэй харьцуулж гүйцэтгэдэг.

Энэ аргыг нэгдлүүдэд функциональ бүлгүүд байгаа эсэхийг илрүүлэхэд ашигладаг. Тодорхой долгионы уртгүй зурвасуудыг тодорхой бүлгүүд байхгүй байгаагийн нотолгоо гэж үздэг.

Урвалын кинетикийг мөн хэт ягаан туяаны спектроскопи ашиглан судалж болно. Хэт ягаан туяа нь урвалын эсээр дамжин өнгөрч, шингээлтийн өөрчлөлтийг ажиглаж болно.

Олон эм нь түүхий эд эсвэл бэлдмэл хэлбэрээр байдаг. Үүнийг эмэнд тохиромжтой эмийн уусмал хийж, тодорхой долгионы уртад шингээлтийг хэмжих замаар илрүүлж болно.

Эдгээр нэгдлүүдийн тохиромжтой деривативыг бэлтгэх замаар нэгдлүүдийн молекул жинг спектрофотометрийн аргаар хэмжиж болно.

Хэт ягаан туяаны спектрофотометрийг HPLC илрүүлэгч болгон ашиглаж болно.