光谱学
光谱学是研究通过固体、液体或气体发射、反射或照射的波的长度函数。为了进行分析,化学品被加热,因为热的东西会发光,而且每种化学品的发光方式不同。发光的各种波长构成了一个彩色光谱,在某些细节上与其他化学品不同。光谱学分离并测量不同波长的亮度。它可以识别混合物中的化学品,并确定一些其他的东西,如东西有多热。
光谱学使科学家能够调查和探索那些太小而无法通过显微镜看到的东西,如分子,以及更小的亚原子粒子,如质子、中子和电子。有专门的仪器来测量和分析这些光波。
酒精火焰和它的光谱
方法
红外光谱法测量红外电磁波谱中的光。红外光谱的亮点在于它对识别有机分子的功能团非常有用。有机分子对红外光的吸收导致分子振动。振动频率对各个功能团来说是独一无二的。红外光谱以透射率(%)与文数(cm-1)的图示给出。
X射线晶体学可以观察结晶分子的结构。每个原子的电子云会衍射出X射线,从而显示出原子的位置。各种无机和有机分子可以被结晶并用于这种方法,包括DNA、蛋白质、盐类和金属。用于分析的样品不会被破坏。
紫外-可见光谱法使用可见光和紫外光来观察液体中某种化学物质的含量。溶液的颜色是紫外-可见光如何工作的基础。我们所使用的溶液的颜色是由于其化学成分而着色的。因此,溶液吸收一些光的颜色并反射其他颜色,它所反射的光就是溶液的颜色。紫外-可见光谱的工作原理是让光通过你的溶液样品,然后确定溶液吸收了多少光。
核磁共振可以观察核子。它利用某些核子的磁性,最常见的是13C和1H。核磁共振仪器产生一个大的磁场,使核子像微小的棒状磁铁一样行动。核子要么与仪器的磁场对齐,要么与之相反。在这一点上,我们有两种可能的方向,核子可能在α或β方向。当这种变化发生时,能量被释放出来并被检测到。数据由计算机系统以图形方式解释(强度与化学位移(ppm))。NMR不会破坏你用于分析的样品。下面是一个900兆赫的NMR系统。
问题和答案
问:什么是光谱学?答:光谱学是研究通过固体、液体或气体发射、反射或照耀的光的长度函数。
问:为什么化学家在进行光谱分析时要加热化学品?
答:每种化学品在加热时都会发出不同的光,光谱学通过分析化学品的光亮来确定其与其他化学品不同的波长色谱。
问:光谱学是如何区分不同的化学物质的?
答:光谱学分离并测量化学品不同波长的光芒的亮度。
问:光谱学除了能识别化学品外,还能确定什么?
答:光谱学可以确定被分析的东西有多热。
问:光谱学的好处是什么?
答:光谱学使科学家能够调查和探索那些通过显微镜无法看到的小东西,如分子和亚原子粒子。
问:在光谱学中测量和分析光波需要什么?
答:测量和分析光谱学中的光波需要特殊仪器。
问:可以通过光谱学研究的亚原子粒子的例子有哪些?
答:质子、中子和电子等亚原子粒子都可以通过光谱学进行研究。