Emission vs. Absorptionsspektren | Absorptionsspektrum vs. Emissionsspektrum
Licht und andere Formen elektromagnetischer Strahlung sind sehr nützlich und in der analytischen Chemie weit verbreitet. Die Wechselwirkung von Strahlung und Materie ist Gegenstand der Wissenschaft namens Spektroskopie. Moleküle oder Atome können Energie aufnehmen oder Energie abgeben. Diese Energien werden in der Spektroskopie untersucht. Es gibt verschiedene Spektralfotometer zur Messung verschiedener Arten elektromagnetischer Strahlung wie IR, UV, sichtbar, Röntgen, Mikrowelle, Hochfrequenz usw.
Emissionsspektren
Wenn eine Probe gegeben wird, können wir Informationen über die Probe in Abhängigkeit von ihrer Wechselwirkung mit der Strahlung erh alten. Zunächst wird die Probe durch Zufuhr von Energie in Form von Wärme, elektrischer Energie, Licht, Partikeln oder einer chemischen Reaktion angeregt. Vor dem Anlegen von Energie befinden sich die Moleküle in der Probe in einem niedrigeren Energiezustand, den wir Grundzustand nennen. Nach dem Anlegen externer Energie durchlaufen einige der Moleküle einen Übergang in einen höheren Energiezustand, der als angeregter Zustand bezeichnet wird. Diese Spezies im angeregten Zustand ist instabil; Daher versuchen sie, Energie abzugeben und in den Grundzustand zurückzukehren. Diese emittierte Strahlung wird als Funktion der Frequenz oder Wellenlänge aufgetragen und wird dann als Emissionsspektrum bezeichnet. Jedes Element sendet abhängig von der Energielücke zwischen dem Grundzustand und dem angeregten Zustand eine spezifische Strahlung aus. Daher kann dies zur Identifizierung der chemischen Spezies verwendet werden.
Absorptionsspektren
Ein Absorptionsspektrum ist eine Auftragung der Absorption gegen die Wellenlänge. Außer der Wellenlänge kann auch die Extinktion gegen die Frequenz oder die Wellenzahl aufgetragen werden. Absorptionsspektren können von zwei Arten sein, nämlich Atomabsorptionsspektren und Molekülabsorptionsspektren. Wenn ein Strahl polychromatischer UV- oder sichtbarer Strahlung Atome in der Gasphase durchdringt, wird nur ein Teil der Frequenzen von den Atomen absorbiert. Die absorbierte Frequenz unterscheidet sich für verschiedene Atome. Bei der Aufnahme der durchgelassenen Strahlung besteht das Spektrum aus einer Anzahl sehr schmaler Absorptionslinien. In Atomen werden diese Absorptionsspektren als Ergebnis elektronischer Übergänge gesehen. In Molekülen sind neben den elektronischen Übergängen auch Vibrations- und Rotationsübergänge möglich. Das Absorptionsspektrum ist also ziemlich komplex, und das Molekül absorbiert UV-, IR- und sichtbare Strahlungsarten.
Was ist der Unterschied zwischen Absorptionsspektren und Emissionsspektren?
• Wenn ein Atom oder Molekül angeregt wird, absorbiert es eine bestimmte Energie in der elektromagnetischen Strahlung; daher fehlt diese Wellenlänge im aufgezeichneten Absorptionsspektrum.
• Wenn die Spezies aus dem angeregten Zustand in den Grundzustand zurückkehrt, wird die absorbierte Strahlung emittiert und aufgezeichnet. Diese Art von Spektrum wird Emissionsspektrum genannt.
• Vereinfacht ausgedrückt erfassen Absorptionsspektren die vom Material absorbierten Wellenlängen, während Emissionsspektren Wellenlängen erfassen, die von Materialien emittiert werden, die zuvor durch Energie angeregt wurden.
• Im Vergleich zum kontinuierlichen sichtbaren Spektrum sind sowohl Emissions- als auch Absorptionsspektren Linienspektren, da sie nur bestimmte Wellenlängen enth alten.
• In einem Emissionsspektrum gibt es nur wenige farbige Bänder auf dunklem Hintergrund. Aber in einem Absorptionsspektrum gibt es wenige dunkle Bänder innerhalb des kontinuierlichen Spektrums. Die dunklen Banden im Absorptionsspektrum und die farbigen Banden im Emissionsspektrum desselben Elements sind ähnlich.
