SPECTRIC NG PAGSIPSIP: ATOMIC, NAKIKITA AT PAGSIPSIP NG MOLEKULAR - CHEMISTRY - 2025

Ang isang spectrum ng pagsipsip ay ang produkto ng pakikipag-ugnayan ng ilaw sa isang materyal o sangkap sa alinman sa mga pisikal na estado nito. Ngunit ang kahulugan ay lumampas sa isang simpleng nakikitang ilaw, dahil ang pakikipag-ugnayan ay nagsasama ng isang malawak na segment ng saklaw ng mga haba ng haba at lakas ng electromagnetic radiation.

Samakatuwid, ang ilang mga solido, likido o gas, ay maaaring sumipsip ng mga photon ng iba't ibang mga energies o haba ng haba; mula sa radiation ng ultraviolet, na sinusundan ng nakikitang ilaw, hanggang sa infrared radiation o ilaw, na pumapasok sa mga daluyong ng microwave.

Pinagmulan: Circe Denyer sa pamamagitan ng PublicDomainPictures

Nakikilala lamang ng mata ng tao ang mga pakikipag-ugnay ng bagay na may nakikitang ilaw. Gayundin, maaari mong pagnilayan ang pagkakaiba-iba ng puting ilaw sa pamamagitan ng isang prisma o isang daluyan sa mga kulay na sangkap (itaas na imahe).

Kung ang sinag ng ilaw ay "nahuli" pagkatapos maglakbay sa isang materyal, at nasuri, ang kawalan ng ilang mga banda ng mga kulay ay matatagpuan; iyon ay, ang mga itim na guhitan ay mapapansin na magkakaiba sa background nito. Ito ang spectrum ng pagsipsip, at ang pagsusuri nito ay pangunahing sa instrumental analytical chemistry at astronomy.

Pagsipsip ng atom

Pinagmulan: Almuazi, mula sa Wikimedia Commons

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng isang karaniwang pagsipsip ng spectrum para sa mga elemento o atoms. Tandaan na ang mga itim na banda ay kumakatawan sa mga hinihigop na mga haba ng daluyong, habang ang iba naman ay mga nilalabas. Nangangahulugan ito na, sa kaibahan, ang isang atomic na paglabas ng atom ay magmukhang isang itim na banda na may mga guhitan ng mga nilalabas na kulay.

Ngunit ano ang mga guhitan na ito? Paano malalaman nang maikli kung ang mga atomo ay sumisipsip o naglalabas (nang hindi nagpapakilala ng fluorescence o phosphorescence)? Ang mga sagot ay nakasalalay sa pinapayagan na mga elektronikong estado ng mga atomo.

Elektronikong paglilipat at energies

Ang mga elektron ay maaaring lumayo mula sa nucleus na iniiwan ito ng positibong sisingilin habang sila ay lumipat mula sa isang mas mababang enerhiya na orbital sa isang mas mataas na enerhiya. Para sa mga ito, ipinaliwanag sa pamamagitan ng dami ng pisika, sinisipsip nila ang mga photon ng isang tiyak na enerhiya upang maisakatuparan ang sinabi ng elektronikong paglipat.

Samakatuwid, ang enerhiya ay nasusukat, at hindi sila sumisipsip ng kalahati o tatlong quarter ng isang photon, ngunit sa halip ng mga tiyak na mga halaga ng dalas (ν) o mga haba ng haba (λ).

Kapag natutuwa ang electron, hindi ito mananatiling walang limitasyong oras sa elektronikong estado ng mas mataas na enerhiya; pinakawalan nito ang enerhiya sa anyo ng isang photon, at ang atom ay bumalik sa kanyang lupa o orihinal na estado.

Nakasalalay sa kung naitala ang mga hinihigop na mga photon, isang spectrum ng pagsipsip ay makuha; at kung ang mga naipalabas na mga photon ay naitala, kung gayon ang resulta ay isang isang paglabas ng spectrum.

Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring sundin ng eksperimento kung ang mga gas o mabagsik na mga sample ng isang elemento ay pinainit. Sa astronomiya, sa pamamagitan ng paghahambing ng mga spectra na ito, ang komposisyon ng isang bituin ay maaaring makilala, at kahit na ang lokasyon nito na nauugnay sa Earth.

Nakikita na spectrum

Tulad ng makikita sa unang dalawang mga imahe, ang nakikitang spectrum ay may kasamang mga kulay mula sa violet hanggang sa pula at lahat ng kanilang mga shade tungkol sa kung magkano ang materyal na sumisipsip (madilim na lilim).

Ang mga haba ng haba ng pulang ilaw ay tumutugma sa mga halaga mula 650 nm pataas (hanggang sa mawala ito sa infrared radiation). At sa matinding kaliwa, ang violet at lila na mga takip ng haba ng haba ng haba ng haba ng 450 nm. Ang nakikitang spectrum pagkatapos ay mula sa 400 hanggang 700 nm humigit-kumulang.

Habang tumataas ang λ, ang dalas ng photon ay bumababa, at samakatuwid ang enerhiya nito. Kaya, ang ilaw ng violet ay may mas mataas na enerhiya (mas maikling haba ng daluyong) kaysa sa pulang ilaw (mas mahabang haba ng haba). Samakatuwid, ang isang materyal na sumisipsip ng lilang ilaw ay nagsasangkot ng mga elektronikong paglipat ng mas mataas na enerhiya.

At kung ang materyal ay sumisipsip ng kulay violet, anong kulay ang maipapakita nito? Ito ay lilitaw na berde-dilaw, na nangangahulugang ang mga elektron ay gumagawa ng masiglang paglipat; Habang kung ang materyal ay sumisipsip ng mas mababang kulay pula na kulay, magpapakita ito ng isang mala-bughaw na berdeng kulay.

Kapag ang isang atom ay matatag, sa pangkalahatan ito ay nagpapakita ng napakalayong mga elektronikong estado sa enerhiya; at samakatuwid kakailanganin mong sumipsip ng mga mas mataas na photon ng enerhiya upang payagan ang mga elektronikong paglilipat:

Pinagmulan: Gabriel Bolívar

Ang pagsipsip ng spectrum ng mga molekula

Ang mga molekula ay may mga atomo, at ang mga ito ay sumisipsip din sa electromagnetic radiation; gayunpaman, ang kanilang mga electron ay bahagi ng bono ng kemikal, kaya naiiba ang kanilang mga paglilipat. Ang isa sa mga magagandang tagumpay ng teorya ng molekular na orbital ay ang kakayahang maiugnay ang pagsipsip ng spectra sa istruktura ng kemikal.

Kaya, ang solong, doble, triple, conjugated bond, at mga aromatic na istruktura, ay may sariling mga elektronikong estado; at samakatuwid ay nasisipsip nila ang napaka tiyak na mga photon.

Sa pamamagitan ng pagkakaroon ng maraming mga atomo, bilang karagdagan sa mga intermolecular na pakikipag-ugnayan, at ang mga panginginig ng boses ng kanilang mga bono (na sumisipsip din ng enerhiya), ang pagsipsip ng spectrum ng mga molekula ay may anyo ng "mga bundok", na nagpapahiwatig ng mga banda na bumubuo sa mga wavelength kung saan nangyayari ang mga electronic transitions.

Salamat sa mga spectra na ito, ang isang compound ay maaaring makilala, makilala, at kahit na, sa pamamagitan ng pagsusuri ng multivariate, na-rate.

Asul na Methylene

Pinagmulan: Wnt, mula sa Wikimedia Commons

Ang itaas na imahe ay nagpapakita ng spectrum ng methylene na asul na tagapagpahiwatig. Tulad ng maliwanag na nagpapahiwatig ng pangalan nito, asul ang kulay; ngunit maaari itong suriin gamit ang pagsipsip ng spectrum nito?

Tandaan na mayroong mga banda sa pagitan ng mga haba ng haba ng 200 at 300 nm. Sa pagitan ng 400 at 500 nm halos walang pagsipsip, iyon ay, hindi ito sumipsip ng lila, asul, o berdeng kulay.

Gayunpaman, mayroon itong isang malakas na banda ng pagsipsip pagkatapos ng 600 nm, at samakatuwid ay may mga mababang paglipat ng elektronikong enerhiya na sumisipsip ng mga photon ng pulang ilaw.

Dahil dito, at binigyan ng mataas na halaga ng mga pagsipsip ng molar, ang asul na methylene ay nagpapakita ng isang matinding asul na kulay.

Chlorophylls a at b

Pinagmulan: Serge Helfrich, mula sa Wikimedia Commons

Tulad ng nakikita sa imahe, ang berdeng linya ay tumutugma sa pagsipsip ng spectrum ng kloropila a, habang ang asul na linya ay tumutugma sa kloropila b.

Una, ang mga banda kung saan ang mga pagsipsip ng molar ay pinakamaraming dapat ihambing; sa kasong ito, ang nasa kaliwa, sa pagitan ng 400 at 500 nm. Ang kloropila ay sumisipsip ng mga kulay ng lila, habang ang kloropila b (asul na linya) ay sumisipsip ng mga asul na kulay.

Sa pamamagitan ng pagsipsip ng kloropila b sa paligid ng 460 nm, ang asul, ang dilaw na kulay ay makikita. Sa kabilang banda, hinihigop din nito ang malapit sa 650 nm, orange light, na nangangahulugang nagpapakita ito ng asul na kulay. Kung dilaw at asul na halo, ano ang resulta? Ang kulay berde.

At sa wakas, ang chlorophyll ay sumisipsip sa asul na kulay-lila, at din ng isang pulang ilaw na malapit sa 660 nm. Samakatuwid, ipinapakita nito ang isang berdeng kulay na "pinalambot" ng dilaw.

Mga Sanggunian

1. Observatoire de Paris. (sf). Ang magkakaibang klase ng spectra. Nabawi mula sa: media4.obspm.fr
2. Rabanales University Campus. (sf). Spectrophotometry: spectra ng pagsipsip at colorimetric na dami ng biomolecules. . Nabawi mula sa: uco.es
3. Araw, R., & Underwood, A. (1986). Ang quantitative Analytical Chemistry (ikalimang ed.). PEARSON, Prentice Hall, p 461-464.
4. Itulak ang W. (nd). Makikita at Ultraviolet Spectroscopy. Nabawi mula sa: 2.chemistry.msu.edu
5. David Darling. (2016). Pagsipsip ng Spectrum. Nabawi mula sa: daviddarling.info
6. Khan Academy. (2018). Mga linya ng pagsipsip / paglabas. Nabawi mula sa: khanacademy.org