Читать онлайн «Введение в спктроскопические методы анализа. Оптические методы анализа»

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Высший Химический Колледж Гармаш А. В. Введение в спектроскопические методы анализа. Оптические методы анализа. Москва 1995 1 1. Введение в спектроскопические методы анализа 1. 1. Классификация спектроскопических методов анализа К спектроскопическим методам анализа относят методы, основанные на взаимодействии вещества с электромагнитным излучением. К настоящему времени разработано уже несколько десятков различных спектроскопических методов анализа. Их классификацию целесообразно произвести по трем, в известной мере независимым друг от друга позициям. 1. ЧТО взаимодействует с веществом? Какова природа взаимодействующих с электромагнитным излучением частиц? С этой точки зрения спектроскопические методы подразделяются на атомные и молекулярные1*. В атомных методах с излучением взаимодействуют отдельные атомы (или одноатомные ионы) независимо друг от друга. . Такие методы позволяют определить лишь элементный состав вещества. В молекулярных методах с излучением взаимодействуют многоатомные частицы (молекулы, многоатомные ионы) как единое целое. С помощью молекулярных методов возможно определение молекулярного состава вещества, изучение характера химических связей. 2. С ЧЕМ взаимодействует вещество? В каком диапазоне энергий находится электромагнитное излучение, используемое в данном методе анализа? Более подробно классификация методов анализа с точки зрения этого критерия будет рассмотрена ниже. 3. КАК происходит взаимодействие? Каков физический характер процесса взаимодействия излучения с веществом — испускание излучения, его поглощение, рассеяние, преломление и т. д. ? В данном пособии будут рассмотрены главным образом методы, основанные на двух из перечисленных процессов — испускании и поглощении. Методы анализа, основанные на нспусканнн излучения, называются эмиссионными, а на его поглощении — абсорбционными. 1. 2. Электромагнитная энергия и связанные с ней величины Важнейшей характеристикой электромагнитного излучения является энергия его квантов Е. Она связана с частотой излучения v классическим соотношением квантовой механики: E = hv (1. 2. 1) где h-постоянная Планка. В системе СИ энергия измеряется в джоулях (1 Дж= 1 кг-м-с"2). В спектроскопии для измерения энергии электромагнитных квантов широко используется и внесистемная единица — электрон-вольт (1 эВ = 1. 6022 Ю-19 Дж). Для измерения частоты используется единица системы СИ - герц (1 Гц= 1 с-1) или кратные ей: мегагерц (1 МГц= 1 106 Гц), гигагерц (1 ГГц= НО9 Гц). В свою очередь, частота излучения связана с его длииой волны л соотношением X = c/v (1. 2. 2) где с — скорость света в данной среде. Для измерения длины волны в спектроскопии используется единица системы СИ - метр (м) или подходящие для данного диапазона дробные единицы: нанометр (1 нм = Н0~9м), пнкометр (1 пм = 11(г~12м) и т. д. Внесистемная единица ангстрем, равная 110~10м или 10 нм, в настоящее время не рекомендуется к применению. ■>К молекулярным методам можно отнести и методы исследования характера химических связей 2 Еще одной характеристикой, часто используемой в спектроскопии, является волновое число V, которое определяется как v = 1/Х. (1. 2. 3) Измеряют волновое число чаще всего в обратных сантиметрах см~'.