Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

10.5: Емісійна спектроскопія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    24967

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Аналіт в збудженому стані володіє енергією, Е 2, тобто більшою, ніж його енергія, коли вона знаходиться в стані нижчої енергії, Е 1. Коли аналіт повертається до свого нижчого енергетичного стану - процес, який ми називаємо розслабленням - надлишковою енергією,\(\Delta E\)

    \[\Delta E=E_{2}-E_{1} \nonumber\]

    звільняється. На малюнку 10.1.4 показана спрощена картина цього процесу.

    Кількість часу, який аналіт, A, проводить у збудженому стані - те, що ми називаємо життям збудженого стану - короткий, як правило, 10 —5 —10 —9 с для електронного збудженого стану та 10—15 с для вібраційного збудженого стану. Релаксація збудженого стану аналіта, А *, відбувається за допомогою декількох механізмів, включаючи зіткнення з іншими видами в зразку, фотохімічні реакції та випромінювання фотонів. У першому процесі, який ми називаємо вібраційною релаксацією або невипромінювальною релаксацією, надлишкова енергія виділяється у вигляді тепла.

    \[A^{*} \longrightarrow A+\text { heat } \nonumber\]

    Релаксація фотохімічною реакцією може включати просте розкладання

    \[A^{*} \longrightarrow X+Y \nonumber\]

    або реакція між A * та іншим видом

    \[A^{*}+Z \longrightarrow X+Y \nonumber\]

    В обох випадках надлишкова енергія витрачається в хімічній реакції або виділяється у вигляді тепла.

    У третьому механізмі надлишкова енергія виділяється у вигляді фотона електромагнітного випромінювання.

    \[A^{*} \longrightarrow A+h \nu \nonumber\]

    Вивільнення фотона після теплового збудження називається випромінюванням, а після поглинання фотона називається фотолюмінесценцією. При хемілюмінесценції і біолюмінесценції збудження відбувається відповідно хімічною або біохімічною реакцією. Спектроскопічні методи, засновані на фотолюмінесценції, є предметом наступного розділу, а атомна емісія розглядається в розділі 10.7.