Мавзу: Физик кимёвий анализ методлари

Спектрофотометрияда ультрабинафша (УБ), кўринадиган ва инфрақизил (И+) электромагнит спектрларнинг сохалари ишлатилади.
2-жадвал
Электромагнит нурларининг спектрал соҳалари .

	УБ	Кўринадиган нур	И+
Ν,см^-1	50000-25000	25000-15000	<15000
λ, нм(10^-9м)	200-400	400-700	>700

Атом ёки молекулаларнинг ички энергияси асосан уларнинг яхлит бутун ҳолдаги айланма энергияси, ядроларнинг тебранма энергияси ва электронларнинг атом ядролари ва бошқа электронлар таъсирида яратилган электростатик майдондаги ҳаракат энергияси йиғиндисидан иборат . Шунинг учун маълум бир энергетик сатхда молекуланинг умумий энергияси:

Е=Е _эл + Е _тебр + Е_айл дан иборат бўлади
Молекуланинг энергетик сатҳларини 1-расмдагидек ифодалаш мумкин.
Молекуланинг энг пастки Е₀ электрон ҳолати –асосий ҳолат, Е-эса қўзғалган ҳолат дейилади.


Е

hν₁ hν₂
Е₀

Расм 1. Молекуланинг энергетик сатҳлари

Битта электрон энергетик сатҳга асосий ва бир неча қўзғалган тебранма энергетик сатҳлар тўғри келади. Битта тебранма энергетик сатҳга битта асосий ва бир неча қўзғалган айланма энергетик сатҳлар тўғри келади. Атом ёки молекулага ташқаридан бирор энергетик таъсир бўлмаса ,улар энг пастки асосий энергетик ҳолатга жойлашади

ИҚ нурни ютилиши молекулани тебранма ва айланма энергиясини ўзгаришига олиб келади.
УБ ва кўринадиган спектрларнинг ютилиши электронлар энергиясининг ўзгаришига ҳам олиб келади, натижада валент электронлари асосий ҳолатдан қўзғалган ҳолатга, яъни юқори энергетик поғонага ўтади.
Молекулалар маълум бир нурларни ютгандан кейин уларнинг энергияси ортади ва пастки энергетик поғонадан ( Е₀) юқори энергетик поғонага (Е) ўтади .
Молекулаларнинг ички энергиясининг қиймати узлуксиз ўзгармасдан, улар маълум бир дискрет квантланган энергетик ҳолатларнигина қабул қила олади. Нур энергиясининг ютилиши учун шу нур квантининг энергияси квантланган ҳолатлар энергиясининг фарқига тенг бўлиши керак:
∆Е=Е*-Е₀=hν=h*с/λ
Е*>Е_{0_}-ютилиш
Е*<Е₀ -нурланиш
∆Е=hν-фотон энергияси,э,в
λ-тўлқин узунлиги, нм
Бунда ν=с/λ-частота, бир секундда содир бўладиган тебранишлар сони , сек^-1
Ν=1/λ-тўлқин сони ,1см масофага тўғри келадиган узунликлар сони, см^-1
h-Планк доимийси (6,5*10^-27 эрг. сек.)
с-ёруғликнинг бўшлиқдаги тезлиги (3*10¹⁰см/сек)
Тенгламада ифодаланганидек, квант энергияси тебраниш частотасига тўғри пропорционал, тўлқин узунлигига эса тескари пропорционал.
Тўлқин сони /λ^-1/ ёки /ν/ асосан см^-1 ўлчам бирлигига эга бўлиб, частотаси ва энергия қийматига тўғри пропорционалдир ,шунинг учун ҳам мутлақ частотага нисбатан ҳам кўп ишлатилади (3-жадвал). Масалан 300 ммк (3000А⁰) мос келадиган тўлқинлар сони λ=33333 см^-1 ,тўлқин частотаси эса 1*10¹⁵сек^-1дир. Инсон кўзи электромагнит тўлқинларнинг 400-750ммк қабул қилади.
3-жадвал
Тўлқин узунлиги ва частотани ўлчашда ишлатиладиган бирликлар.

Тавсиф	Ўлчам бирлиги	қисқартирилган белгиси	Таърифи
Тўлқин узунлиги λ	микрон миллимикрон Ангстрем	мк ммк А^0	1мкқ10^-4смқ10^-6м 1ммкқ1нмқ10^-7см қ10^-9м 1А^0қ10^-8смқ10^-10м
Частота,ν	_	сек^-1	1 секунддаги тебранишлар сони
Тўлқин сони ,	_	см^-1	1 см даги тўлқинлар сони

Ҳосил қилиш усулларига қараб спектрлар уч хилга бўлинади: ютилиш, тарқатиш, сочилиш. Уларнинг спектр чизиқларининг жадаллиги молекулалар сонига ва квант механикаси қоидалари асосида бўладиган ўтишлар эҳтимоллигига боғлиқ бўлади. Спектр чизиқларининг кенглиги ва шакли молекула кўрсаткичларининг йиғиндисига ва модда хусусиятларига боғлиқ бўлади .