Absorptiospektri vs emissiospektri
Lajin imeytymis- ja emissiospektrit auttavat tunnistamaan nämä lajit ja tarjoavat paljon tietoa niistä. Kun lajin absorptio- ja emissiospektrit kootaan yhteen, ne muodostavat jatkuvan spektrin.
Mikä on absorptiospektri?
Absorptiospektri on käyrä, joka piirretään absorbanssin ja aallonpituuden välille. Joskus aallonpituuden sijasta x-akselilla voidaan käyttää myös taajuutta tai aaltolukua. Log-absorptioarvoa tai lähetysarvoa käytetään joissakin tapauksissa myös y-akselille. Absorptiospektri on ominaista tietylle molekyylille tai atomille. Siksi sitä voidaan käyttää tietyn lajin tunnistamiseen tai vahvistamiseen. Värillinen yhdiste on näkyvissä silmissämme kyseisessä värissä, koska se absorboi valoa näkyvältä alueelta. Itse asiassa se absorboi näkemämme värin täydentävän värin. Esimerkiksi näemme kohteen vihreänä, koska se absorboi violetin valon näkyvältä alueelta. Täten violetti on vihreän täydentävä väri. Samoinatomit tai molekyylit absorboivat myös tiettyjä aallonpituuksia sähkömagneettisesta säteilystä (näiden aallonpituuksien ei välttämättä tarvitse olla näkyvällä alueella). Kun sähkömagneettisen säteen säde kulkee kaasumaisia atomeja sisältävän näytteen läpi, atomit absorboivat vain joitain aallonpituuksia. Joten kun spektri tallennetaan, se koostuu useista hyvin kapeista absorptioviivoista. Tätä kutsutaan atomispektriksi, ja se on ominaista tietyntyyppiselle atomille. Absorboitua energiaa käytetään maaelektronien virittämiseen atomin ylemmille tasoille. Tätä kutsutaan sähköiseksi siirtymäksi. Kahden tason välinen energiaero saadaan sähkömagneettisen säteilyn fotoneista. Koska energiaero on huomaamaton ja vakio, samanlaiset atomit absorboivat aina samat aallonpituudet annetusta säteilystä. Kun molekyylejä innostetaan UV-, näkyvällä ja IR-säteilyllä, ne läpikäyvät kolme erityyppistä siirtymää elektronisena, värähtelyä ja pyörivää. Tämän vuoksi molekyyliabsorptiospektreissä absorptiokaistat näkyvät kapeiden viivojen sijaan.
Mikä on päästöspektri?
Atomeja, ioneja ja molekyylejä voidaan virittää korkeammalle energiatasolle antamalla energiaa. Innoissaan olevan tilan käyttöikä on yleensä lyhyt. Siksi näiden innoissa olevien lajien on vapautettava absorboitunut energia ja palattava takaisin perustilaan. Tätä kutsutaan rentoutumiseksi. Energian vapautuminen voi tapahtua sähkömagneettisena säteilynä, lämpönä tai molempina. Vapautuneen energian käyrä aallonpituudella tunnetaan päästöspektrinä. Jokaisella elementillä on ainutlaatuinen emissiospektri, aivan kuten sillä on ainutlaatuinen absorptiospektri. Joten lähteestä tulevaa säteilyä voidaan luonnehtia emissiospektreillä. Linjaspektrit esiintyvät, kun säteilevät lajit ovat yksittäisiä atomihiukkasia, jotka ovat hyvin erillään kaasussa. Kaistan spektrit esiintyvät molekyylien säteilyn vuoksi.
Mitä eroa on absorptio- ja emissiospektreillä?
• Absorptiospektri antaa aallonpituudet, jotka laji absorboisi virittämään ylempiin tiloihin. Päästöspektri antaa aallonpituudet, jotka laji vapauttaisi palatessaan takaisin perustilaan viritetystä tilasta.
• Absorptiospektri voidaan tallentaa syötettäessä säteilyä näytteeseen, kun taas emissiospektri voidaan tallentaa ilman säteilylähdettä.
