Ma’ruza 2. SPEKTROSKOPIK ANALIZ USULLARI
Reja:
1. Elektromagnit nurlapning tekshiriladigan modda bilan o‘zaro ta’siri.
2. Rezonans holat.
3. Molekulaning energetik sathlari.
4. Atomlar va molekulalar yutilish va nurlansh spektirlari.
5. Elektromagnit nur tavsiflari.
Spektroskopik analizga elektromagnit nurlapning tekshiriladigan modda bilan o‘zaro
ta’sirini o‘rganishga asoslangan usullar kiradi. Elektromagnit nurlapning modda bilan o‘zaro
ta’siri moddaning xossalarini o‘zgartiradi, natijada, u nur chiqarishi, yutishi yoki sochishi
mumkin. Bu o‘zaro ta’sir tekshiriladigan moddaning xossalarini ifodalaydigan signallapning
paydo bo‘lish jarayoni, deb qaralishi mumkin. Signalning chastotasi moddaning spetsifik
xossalarini aks ettirsa, uning intensivligi moddaning miqdorini ifodalaydi.
Nurning yutilishi yoki chiqarilishiga asoslangan analiz metodlari optik analiz metodlari
deyiladi.
Analizning optik metodlari, fizik-kimyoviy metodlapning bir qismi bo‘lib, nur
energiyasining analiz qilinadigan modda bilan o‘zaro ta’sirini o‘rganishga asoslangan.
Analizning optik metodlari asosan quyidagilarga bo‘linadi:
1. Nurning yutilishiga asoslangan metodlar
2. Nurning chiqazilishiga asoslangan metodlar.
Ma’lumki mikrozarrachalapning ichki energiyasi asosan ulapning (atom, molekula) yaxlit
butun holdagi aylanma energiyasi, yadrolapning tebranma energiyasi va elektronlapning atom
yadrolari va boshqa elektronlar ta’sirida yaratilgan elektrostatik maydondagi harakat
energiyasi yig‘indisidan iborat.
Shuning uchun ma’lum bir energetik sathda molekulaning umumiy energiyasi,
E=E
el
+E
tebr
+E
ayl
dan iborat bo‘ladi
Miqdor jihatdan bu energetik sathlar quyidagicha joylashgan bo‘ladi.
4-rasm. Molekulaning energetik sathlari.
E
el
>>E
tebr
>E
ayl
Molekulaning energetik sathlarining 4-rasmdagidek ifodalash mumkin. Molekulaning
eng pastki Ye
0
elektron holati-asosiy holat deyiladi. Ye
1
, Ye
2
, holatlar esa I, II, III qo‘zg‘algan
holatlar deyiladi.
Bitta mikrozarrachaga 1-asosiy va bir necha qo‘zg‘algan elektron -energetik sathlar
to‘g‘ri keladi.
Bitta elektron energetik sathga bir asosiy va birnecha qo‘zg‘algan tebranma energetik
sathlar to‘g‘ri keladi. Bitta tebranma energetik sathga bitta asosiy va bir necha qo‘zg‘algan
aylanma energetik sathlar to‘g‘ri keladi.
Mikrozarrachalar (atom, molekula) tashqaridan biror energetik ta’sir bo‘lmasa, ular eng
pastki asosiy energetik holatga joylashadi.
Molekulalar ma’lum bir nurlapni yutadigan bo‘lsa ulapning energiyasi ortadi va pastki
energetik sath [E
0
] dan yuqori energetik sathlar (E
1
) ga o‘tadi.
Mikrozarrachalapning ichki energiyasining qiymati uzluksiz o‘zgarmasdan, ular ma’lum
bir diskret kvantlangan energetik holatlapnigina qabul qila oladi. Nur energiyasining yutilishi
uchun shu nur kvantining energiyasi kvantlangan holatlar energiyasining farqiga teng bo‘lishi
kerak
E=E
1
-E
0
< h
Elektronning energetik o‘tishi yuz berganda (10
-8
-10
-13
sek) energetik jihatdan bu holat
eng katta bo‘lgani uchun , birgalikda tebranma va aylanma o‘tishlar ham sodir bo‘ladi
Asosan shu sababdan, molekulalar yutilish spektirida chiziqlar emas yo‘laklapni (polasa)
kuzatish mumkin. Nurning yutilish intensivligi, pastki energetik holatda joylashgan
molekulalar soniga, o‘tish ehtimolligiga va molekulaning o‘lchamiga (katta-kichikligi)ga
bog‘liq. Har qanday elektromagnit nur quyidagi qiymatlar bilan xarakterlanadi.
E
h
- foton energiyasi, e.v
- to‘lqin uzunligi, nm, A
0
s
-chastota, bir sekundda sodir bo‘ladigan tebranishlar soni sek
-1
1
-to‘lqin soni, 1 sm masofaga to‘g‘ri keladigan tebranishlar soni sm
-1
.
To‘lqin uzunligi qarab, elektromagnit nurlar spektral sohalarga bo‘linadi.