Absorptionsspektrum vs. Emissionsspektrum
Absorptions- und Emissionsspektren einer Spezies helfen bei der Identifizierung dieser Spezies und liefern viele Informationen über sie. Wenn Absorptions- und Emissionsspektren einer Spezies zusammengesetzt werden, bilden sie das kontinuierliche Spektrum.
Was ist ein Absorptionsspektrum?
Ein Absorptionsspektrum ist ein Diagramm, das zwischen Absorption und Wellenlänge gezeichnet wird. Manchmal kann statt Wellenlänge auch Frequenz oder Wellenzahl auf der x-Achse verwendet werden. Der Log-Absorptionswert oder der Transmissionswert wird manchmal auch für die y-Achse verwendet. Das Absorptionsspektrum ist charakteristisch für ein bestimmtes Molekül oder ein Atom. Daher kann es zur Identifizierung oder Bestätigung der Identität einer bestimmten Art verwendet werden. Eine farbige Verbindung ist für unsere Augen in dieser bestimmten Farbe sichtbar, weil sie Licht aus dem sichtbaren Bereich absorbiert. Tatsächlich absorbiert es die Komplementärfarbe der Farbe, die wir sehen. Beispielsweise sehen wir ein Objekt als grün, weil es violettes Licht aus dem sichtbaren Bereich absorbiert. Somit ist Lila die Komplementärfarbe von Grün. Ebenso absorbieren Atome oder Moleküle auch bestimmte Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung (diese Wellenlängen müssen nicht unbedingt im sichtbaren Bereich liegen). Wenn ein Strahl elektromagnetischer Strahlung eine Probe mit gasförmigen Atomen durchdringt, werden nur einige Wellenlängen von den Atomen absorbiert. Wenn also das Spektrum aufgenommen wird, besteht es aus einer Reihe sehr schmaler Absorptionslinien. Dies wird als Atomspektrum bezeichnet und ist charakteristisch für eine Atomart. Die absorbierte Energie wird verwendet, um Grundelektronen zu höheren Niveaus im Atom anzuregen. Dies wird als elektronischer Übergang bezeichnet. Die Energiedifferenz zwischen den beiden Ebenen liefern die Photonen der elektromagnetischen Strahlung. Da der Energieunterschied diskret und konstant ist, wird die gleiche Art von Atomen immer die gleichen Wellenlängen von der gegebenen Strahlung absorbieren. Wenn Moleküle mit UV-, sichtbarer und IR-Strahlung angeregt werden, durchlaufen sie drei verschiedene Arten von Übergängen: elektronische, Schwingungs- und Rotationsübergänge. Aus diesem Grund erscheinen in molekularen Absorptionsspektren Absorptionsbanden anstelle von schmalen Linien.
Was ist das Emissionsspektrum?
Atome, Ionen und Moleküle können durch Abgabe von Energie auf höhere Energieniveaus angeregt werden. Die Lebensdauer eines angeregten Zustands ist im Allgemeinen kurz. Daher müssen diese angeregten Spezies die absorbierte Energie abgeben und in den Grundzustand zurückkehren. Dies wird als Entspannung bezeichnet. Die Freisetzung von Energie kann als elektromagnetische Strahlung, Wärme oder beides erfolgen. Das Diagramm der freigesetzten Energie gegen die Wellenlänge ist als Emissionsspektrum bekannt. Jedes Element hat ein einzigartiges Emissionsspektrum, genauso wie es ein einzigartiges Absorptionsspektrum hat. So kann die Strahlung einer Quelle durch Emissionsspektren charakterisiert werden. Linienspektren treten auf, wenn die strahlende Spezies einzelne atomare Teilchen sind, die in einem Gas gut getrennt sind. Bandenspektren entstehen durch die Strahlung von Molekülen.
Was ist der Unterschied zwischen Absorptions- und Emissionsspektrum?
• Absorptionsspektrum gibt die Wellenlängen an, die eine Spezies absorbieren würde, um sie zu höheren Zuständen anzuregen. Das Emissionsspektrum gibt die Wellenlängen an, die eine Spezies abgeben würde, wenn sie aus dem angeregten Zustand in den Grundzustand zurückkehrt.
• Das Absorptionsspektrum kann bei Bestrahlung der Probe aufgezeichnet werden, während das Emissionsspektrum ohne Strahlungsquelle aufgezeichnet werden kann.
