Molekuláris spektrumok
Molekuláris spektrumok.
Az egyes kémiai vegyületek molekulái, mint az egyes kémiai elemek atomjai, saját sugárzásuk egyedi spektrumával rendelkeznek. Ugyanakkor, ha bármely kémiai elem a spektrumát annak atomok meghatározzuk elég pontosan és viszonylag könnyen, a meghatározása molekuláris vegyületek a tartomány sokkal bonyolultabb és nem mindig megoldható problémát.
Először meg kell jegyezni, hogy az ismert kémiai vegyületek száma igen nagy, és a legtöbb spektrumát még nem vizsgálták.
Másodszor, a molekuláris spektrumok sokkal bonyolultabbak, mint az atomok spektruma a szerkezetükben. A molekulák spektrumának nagy komplexitása több okból is magyarázható. A legfontosabb az, hogy eltérően atomok molekula energia mennyisége nem csak az elektrondiffrakciós átmenet egyik szintről a másikra, hanem a változások a relatív pozíciója az atomok olyan molekula vagy a teljes molekula forgási sebességét. Az atomok kölcsönös pozíciójának megváltozása a molekulában olyan rezgések megjelenéséhez vezet, mint a testek oszcillációi, rugalmas rugóval.
A molekulák vibrációs és forgó mozgása kvantum törvényeket követ, ezért energiájuk kvantálódik. A szomszédos forgási szintek közötti energia különbség nagyon kicsi, így még a szobahőmérsékleten a molekulák kinetikus energiája elegendő ahhoz, hogy a molekulákat izgalmas szintre emelje. Ennek következtében, még szobahőmérsékleten is, a molekulák a transzlációval együtt forgó mozgást végeznek. Ebben az esetben a különböző molekulák különböző szögsebességekben forognak.
A molekulának a vibrációs mozgás első gerjesztett szintjére történő átviteléhez szükséges energia nagymértékben meghaladja a molekulák szobahőmérsékleten bekövetkező hőmozgásának energiáját. Ezért a molekulák rezgései csak az anyag emelkedett hőmérsékletein vagy a fény felszívódásán keresztül izgatottak.
Hasítása elektronikus szinten számos vibrációs és rotációs szintek közel egymáshoz, vezet az a tény, hogy a molekuláris emissziós és abszorpciós spektrumok állnak nagyszámú spektrális vonalak beleolvadnak széles sáv.
Mivel a legtöbb molekula magas hőmérsékleten elpusztul, általában nem a vizsgált molekulák emisszióspektruma, hanem abszorpciós spektruma.
Az abszorpciós spektrum elérése érdekében a fényt egy forrásból továbbítják, folyamatos emissziós spektrummal a vizsgált anyagon keresztül. Ez utóbbi elnyeli a fotonokat, amelyek energiája megfelel a molekulák egyik lehetséges állapotból történő átmenetének.