спектроскопия спектроскопические методы

Оптико-спектроскопические методы, используемые в промышленном контроле, могут быть разделены на две основные группы электронная спектроскопия (спектроскопия в ультрафиолетовой и видимой областях спектра) и колебательная спектроскопия (спектроскопия в инфракрасной, ближней инфракрасной (ВИК) областях спектра, а также рамановская спектроскопия). В УФ и видимой областях спектра поглощение обусловлено переходами между атомными или молекулярными электронными энергетическими уровнями. Переходы между электронными энергетическими уровнями могут происходить только в том случае, если энергия падающего фотона соответствует разности энергий соответствующих уровней. Эти энергетические уровни для ближней ультрафиолетовой и видимой областей имеются в изолированных атомах, отдельных неорганических ионах, органических соединениях, содержащих сопряженные двойные связи, и большом числе разнообразных молекулярных веществ. Поглощение в ультрафиолетовой и видимой областях очень сильное, поэтому возможно определение концентраций на уровне нескольких частей на миллион. Однако полосы поглощения обычно очень широкие по сравнению с [c.656]

Спектроскопия занимает ведущее положение среди современных инструментальных методов анализа. В спектральных методах используют различные формы взаимодействия электромагнитного излучения с веществом для определения структуры соединений, свойств атомов и молекул, для качественного обнаружения и количественного анализа веществ. В этой главе дан краткий обзор спектроскопических методов анализа и подробно рассмотрены наиболее важные из них. [c.352]

Предлагаемое практическое руководство обобщает опыт преподавания физических и физико-химических методов анализа, накопленный на кафедре аналитической химии Московского государственного университета. Руководство включает два больших раздела— спектроскопические и электрохимические методы. В спектроскопические методы включены методы эмиссионной фотометрии пламени, атомно-абсорбционной спектроскопии пламени, абсорбционной молекулярной спектроскопии и люминесцентный в электрохимические — потенциометрический (в том числе с использованием ионоселективных электродов), кулонометрический, полярографический и амперометрический методы. Наряду с перечисленными методами в современных аналитических ла- бораториях используют и другие методы атомно-флуоресцентный анализ, рентгеновские методы, искровую и лазерную масс-спектрометрию, радиоспектроскопические, ядерно-физические и радиохимические методы, однако ограниченное число учебных часов не позволяет включить их в данное руководство. Изучение этих курсов предусмотрено [c.3]

Важной особенностью ЯМР-спектроскопии, отличающей ее от всех других видов спектроскопии, является то, что интенсивности линий поглощения в отдельных частях спектра прямо пропорциональны числу поглощающих ядер, в том числе ядер водорода. Другими спектроскопическими методами наиболее трудно и не всегда решается вопрос именно о распределении атомов водорода в молекуле. [c.9]

Данные, приведенные в таблице, определены, в основном, спектроскопическими методами. Дл 1 обозначение состояний использованы символы, принятые в спектроскопии. Величины, заключенные в скобки, недостаточно надежны или найдены путем экстраполяции. Знаком в первой графе таблицы отмечены молекулярные ионы. [c.336]

Б. Спектроскопические методы. На первый взгляд кажется, что оптическая спектроскопия является идеальным методом для изучения неустойчивых промежуточных продуктов, однако во многих случаях применение этого метода встречает существенные трудности. Причина заключается в малой концентрации присутствующих промежуточных веществ, а также в сложности выделения спектров промежуточных веществ (эмиссионных или абсорбционных) из спектров других присутствующих веществ. Тем не менее имеется большое число примеров успешного использования этих методов. Так, спектры испускания возбужденных радикалов, атомов и ионов наблюдались в случае тлеющих и дуговых разрядов, а также во взрывных реакциях и пламенах. В частности, при электрически возбуждаемом излучении [16, 17] были идентифицированы радикалы Сг, СН, Н8, 82, О, СК, КН, ОН, PH, HgH. Подобным же образом в пламенах и взрывах [18] наблюдались, в частности, радикалы С2, СН, ОН, КН, 80, Н, С1, СНО. Однако в обоих этих примерах наблюдаемые спектры испускания могут дать сведения только об относительном количестве возбужденных радикалов и ничего не говорят о типе или количестве радикалов, присутствующих в невозбужденных состояниях и не способных к излучению. [c.96]

Столкновение фотонов с атомами или молекулами может привести к испусканию фотоэлектронов. В течение последних двух десятилетий фотоэлектронная спектроскопия развилась в многообещающую область химии. Фотоэлектронная спектроскопия отличается от описанных ранее спектроскопических методов, в которых измеряются характеристики поглощенного, испущенного или рассеянного электромагнитного излучения. В этом методе предмет изучения — кинетическая энергия испущенных при ионизации электронов. [c.331]

Спектроскопия магнитного резонанса отличается от других видов спектроскопии тем, что расщепление энергетических уровней существует только в присутствии магнитного поля. Для обычно достижимых в лабораторных условиях магнитных полей переходы между уровнями энергии ядер, являющихся магнитными диполями, наблюдаются в радиочастотной области, а переходы между уровнями энергии спинов неспаренных электронов —в микроволновой области. Эти новые спектроскопические методы — ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) дают богатую структурную информацию, что делает их незаменимыми в химии. [c.495]

В последнее время для анализа сернистых соединений все чаще используют различные спектроскопические методы. Так, ИК-спектроскопия пригодна практически для анализа всех органических веществ, независимо от их фазового состояния — можно идентифицировать близкие по строению вещества даже в тех случаях, когда они трудно различимы по физико-химическим свойствам, Наличие данного сернистого соединения в смеси устанавливают сопоставлением ИК-спектра этой смеси с ИК-спектрами индивидуальных (эталонных) соединений. [c.157]

Парамагнитный резонанс является составной частью спектроскопии, поскольку дает возможность определить положение энергетических уровней магнитных частиц. Диапазон применяемых в этом методе частот лежит далеко за пределами инфракрасного спектра и находится между 10 и 10 гц (область радиочастот), что позволяет находить расстояния между очень близкими энергетическими уровнями, которые не могут быть определены обычными спектроскопическими методами. Методы парамагнитного резонанса называют также методами радиочастотной спектроскопии. [c.60]

ЯМР-спектроскопия выгодно отличается от других спектроскопических методов простотой своих спектров, что можно видеть из рис. 1, на котором изображены три спектра двух [c.6]

Мы рассмотрели принципы многокомпонентного анализа на примере спектрофотометрического метода, в основе которого лежит закон Бера. Многие спектроскопические методы, такие, как спектроскопия диффузного отражения или рентгенофлуоресцентный анализ, основаны на других законах. Тем не менее изложенные принципы справедливы всегда, когда наблюдаются линейные соотношения между аналитическим сигналом и концентрациями. При необходимости для линеаризации этой зависимости можно применять математические преобразования значений сигналов. [c.566]

Оптическая спектроскопия. В основе оптических спектроскопические методов лежит измерение степени поглощения света веществом в зависимости от частоты света или длины волны. В оптической спектроскопии изучают поглощение света в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Наибольшее значение имеют инфракрасные спектры в области частот 5000—200 см и так называемые электронные спектры, охватывающие ультрафиолетовую и видимую части спектра в области длин волн 220—800 ммк. [c.131]

Среди всех спектроскопических методов особое место занимает масс-спектрометрия. В этом случае энергия, сообщаемая веществу ( д > 10 эВ), ионизирует молекулу с отщеплением электронов и разрывом связей. При этом образуются заряженные и незаряженные частицы различной массы. Регистрируют частоту появления положительно заряженных молекулярных ионов или радикалов в зависимости от их массы. Ввиду такого формального сходства со спектром в данном случае говорят о масс-спектре. В то время как все другие спектроскопические методы позволяют непосредственно наблюдать явления, происходящие при взаимодействии вещества и излучения, масс-спектрометрия позволяет делать заключение о строении молекул косвенным путем. Располагая сведениями о найденных частицах и основываясь на возможных реакциях распада, устанавливают строение исходной молекулы. Подобные процессы превращения вещества, протекающие в масс-спектрометре, составляют отличительную особенность метода масс-спект-рометрии среди всех других методов молекулярной спектроскопии, основанных на физических процессах. [c.179]

Спектроскопия ЯМР в настоящее время является отработанным спектроскопическим методом, при помощи которого можно определить около 135 естественных изотопных ядер (I ф 0). Чаще всего исследуют ядра Ш, В, С, и причем около 90% всех измерений выполняют [c.253]

Для установления структуры органического соединения необходимо применение ИК- и ЯМР-спектроскопии. Однако не следует недооценивать и химические методы анализа. Так, например, в некоторых случаях наличие двойной связи в соединении трудно доказывается спектроскопическими методами. Химическая же реакция с бромом или перманганатом калия протекает быстро и легко наблюдается. Оптимальным вариантом является сопоставление всей полученной информации — физических констант, спектров, хроматограмм и данных химических испытаний. [c.210]

Особенно для этого подходят методы молекулярной спектроскопии. В табл. 8.15 дан обзор спектроскопических методов, применяемых в структурном анализе. [c.407]

Применимость методов структурного анализа обусловливается чистотой или, вернее, индивидуальностью пробы. Любому структурному анализу должно предшествовать отделение анализируемого вещества в наиболее чистом состоянии от возможных сопутствующих веществ химическим или физическим методом. В исключительных случаях (например, в случае спектроскопии ядерного резонанса высокого разрешения) допускается небольшое содержание примесей в анализируемом образце. Но в любом случае примеси усложняют расшифровку спектра анализируемого вещества. Для спектральных методов структурного анализа необходима небольшая проба анализируемого вещества (табл. 8.15). В случае раман-спектроскопии иногда необходимо брать пробу анализируемого вещества до 10 г. Применяя специальную технику (например, лазеры, микрокюветы, используя методы накопления), можно и для небольших проб веществ получить достаточно отчетливые спектры. Особенным преимуществом спектроскопических методов исследования структуры веществ является возможность получения спектров без разрушения образца (за исключением метода молекулярной масс-спектрометрии). [c.408]

Аналитическое применение атомно-флуоресцентной спектроскопии, как и всех спектроскопических методов, основано на построении градуировочного графика, который представляет собой графическую зависимость аналитического сигнала (например, значение мощности спектра флуоресценции) или логарифма сигнала от концентрации определяемого элемента или от логарифма концентрации. Обычно отсутствие информации о некоторых экспериментальных параметрах не позволяет предугадать точную форму такого графика. Однако общие закономерности его изменения ясны, и поэтому для выбора оптимальных условий измерений аналитик должен иметь представление о форме ожидаемого градуировочного графика. [c.137]

Спектроскопические методы Оптическая спектроскопия [c.656]

Внедрение после второй мировой войны современных физических методов исследования структуры радикально изменило ситуацию. В первую очередь это так называемые спектроскопические методы, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с исследуемым веществом. К этим методам прежде всего относятся инфракрасная и ультрафиолетовая спектроскопия, а также спектроскопия ядерного магнитного ре- [c.22]

Применение ЯМР для исследования кинетики пока в основном ограничено обменными реакциями или конфор-мационными превращениями. Недостаточно высокая чувствительность метода не позволяет производить исследование промежуточных продуктов, образующихся в процессе химического превращения, как правило, в небольших концентрациях. В этих случаях часто более пригодными оказываются другие спектроскопические методы (ЭПР, УФ-спектроскопия, люминесценция и др.). В сочетании с этими методами ЯМР является мощным средством решения широкого круга различных проблем, позволяющих глубже понять механизм химических реакций. [c.135]

Спектроскопические методы являются наиболее надежными. Они основаны на взаимодействии легких частиц (фотонов и электронов) с молекулярными системами. Молекулярная спектроскопия разделяется на спектральные области в зависимости от энергии используемых легких частиц. Химия оперирует в основном колебаниями атомов и валентных электронов. Этому типу движений в молекулярных системах соответствуют фотоны оптического диапазона энергий (инфракрасная, видимая и ультрафиолетовая области электромагнитного излучения). Этот диапазон электромагнитного поля называют оптическим или просто светом. Именно в оптической спектроскопии были достигнуты наиболее значительные успехи, связанные с использованием лазеров. Поэтому обсудим в основном методы оптической лазерной спектроскопии. [c.114]

С помощью спектроскопии, например, можно определить валентность и систему связей атомов, а в ряде случаев — и их длины в молекулах и кристаллах, т. е. составить полную картину химического строения вещества. Однако для корректного решения этого вопроса необходимо иметь широкий ассортимент дорогостоящих приборов и объекты исследоваиия достаточно высокого качества. Кроме того, спектроскопическими методами не всегда удается отличить смеси веществ, особенно неорганических от их твердых растворов или химических соединений, т. е. решить важнейшую задачу общей химии. [c.3]

В некоторых случаях посредством спектроскопических методов можно определять типы углеводородов, входящих в состав исследуемого продукта. Например, с помощью ультрафиолетовой спектроскопии можно определять содержание ароматики, с помощью масс-спектроскопии — содержание алканов, цикланов, алкенов и ароматики в прямогонных и вторичных бензиновых фракциях [49]. [c.14]

В то же время в периодической системе элементов имеется достаточное количество магнитных ядер, подходящих для экспериментов по ЯМР, н, таким образом, вещество как бы содержит различные датчики, позволяющие исследовать свойства составляющих его молекул и вещества как целого. В гл. X будут обсуждены некоторые из этих возможностей. Кроме того, в ЯМР всегда возможны разнообразные вариации экспериментальных условий, а физика спиновых систем остается и до сих пор столь же волнующей областью, какой она была в период становления спектроскопии ЯМР. Поэтому ядерный магнитный резонанс, несомненно, относится к числу наиболее универсальных спектроскопических методов. В настоящей главе читателю предстоит познакомиться с теми из специальных методик ЯМР, которые зарекомендовали себя как наиболее важные для химии. [c.300]

Однако важно подчеркнуть, что спектроскопия ЯМР не может заменить ЯМР Н, который остается наиболее широко используемым спектроскопическим методом. Оба метода очень эффективно дополняют друг друга. Определение структуры органических молекул по сочетанию данных ЯМР Н и ЯМР имеет поэтому очень большое значение и почти избавляет от необходимости проводить дополнительные измерения, в особенности тогда, когда известен масс-спектр вещества. [c.388]

Таким образом убеждаемся в том, что, во-первых, происхождение важнейших пиков в масс-спектре объясняется без противоречий, и, во-вторых, был получен спектр действительно этого соединения. Однако м- и о-хлоранилины дают очень близкие спектры, поэтому различить эти изомеры методом масс-спектрометрии практически невозможно. Более того, сходные масс-спектры можно ожидать также и для производных пиридина с такой же брутто-формулой. Этот пример иллюстрирует возможности масс-спектромет-рического структурного анализа, но одновременно свидетельствует и о том, что подобные задачи следует решать, только сочетая масс-спектрометрию с другими спектроскопическими методами — особенно с ЯМР-спектроскопией. [c.296]

Другим хорошо известным примером является концентрационная зависимость полосы гидроксидной группы. Часто бывает необходимо измерять спектроскопическими методами концентрацию либо самой гидроксидной группы, либо молекул, содержащих эту группу. Иногда это можно сделать, используя один из методов, обсуждаемых ниже. Одиако из-за тенденции гидроксидных групп к образованию водородной связи с кислородом и другими электроотрицательными атомами (стр. 168 — 174) ИК-спектроскопия в данном случае не столь полезна для количественного анализа, как в других. Если растворитель или другие находящиеся в растворе вещества, достаточно инертны, то относительные интенсивности полос ассоциированных и неассоциированных групп ОН определяются концентрацией и температурой раствора [c.268]

Во втором томе рассматривается теория таких важных современных спектроскопических методов исследования, как ЯМР, ЭПР, мёссбауэровская спектроскопия, и на примере большого числа соединений самых различных классов показывается, как проводят изучение их структуры и реакционной способности. [c.4]

Спектры ЯМР. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) является одним из новых спектроскопических методов 155]. Вращающееся ядро ведет себя, как малый магнит, который ориентируется в маг-нитнсм голе. Эти ориентации соответствуют различным квантовым уровням энергии, между которыми могут быть переходы. Для магнитного поля в10 Гс абсорбционная частота находится в области радиочастот. Энергетические уровни выражаются магнитными квантовыми числами, и энергетические изменения аналогичны тем, ко-тсрье определяются в других видах спектроскопии. [c.52]

Среди спектроскопических методов для исследования химического состава нефти наибольшее значение получили анализы по спектрам комбинационного рассеяния света, по спектрам поглощения в инфракрасной и ультрафиолетовой области, масс-спек-троскопия, а в последнее время и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР-спектроокопия). [c.61]

Рассматривая спектроскопические методы определения и обнаружения суперэкотоксикантов в целом, можно видеть, что между ними существуют принципиальные различия Хотя для всех методов характерно взаимодействие вещества с потоком первичной энергии, в абсорбционной спектроскопии измеряется энергия, не поглощенная образцом, а в эмиссионной спектроскопии - энергия, вьщеляемая в процессах возбуждения исследуемых компонентов. Поскольку для абсорбционных методов характерно относительно слабое взаимодействие вещества с потоком первичной энергии, то измерить небольшое (особенно в случае следовых количеств) различие в энергиях падающего и проходящего излучений можно лишь с помощью достаточно чувствительной аппаратуры, В эмиссионных методах даже небольшие концентрации излучающего вещества обусловливают появление аналитического сигнала. По этой причине спектроскопические методы, основанные на эмиссии, обладают более низким пределом обнаружения, чем абсорбционные. Однако, как уже отмечалось выше, преимущества эмиссионных методов офаничиваются ря юм практических и экспериментальных факторов. [c.254]

Поглощение или рассеяние излучения исследуют спектроскопическими методами (микроволновая и инфракрасная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света), которые основаны на изучении вращательных переходов энергии молекулы, что позволяет определить для изучаемой молекулы с данным изотопным составом максимум три главных момента инерции. Для линейных молекул и молекул типа симметричного волчка можно определить лишь одну из этих величин. Число моментов инерции, определенных спектроскопически, соответствует числу определяемых геометрических параметров молекул. В связи с этим при исследовании геометрического строения многоатомных молекул необходимо применять метод изотопного замещения, что создает значительные трудности. Кроме того, микроволновые и инфракрасные вращательные спектры могут быть получены только для молекул, имеющих днпольный момент. Изучение строения бездипольных молекул осуществляется методами колебательно-вращательной инфракрасной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР). Однако эти спектры имеют менее разрешенную вращательную структуру, чем чисто вращательные микроволновые спектры. Трудно осуществимы КР-спектры в колебательно-возбужденных состояниях бездипольных молекул или приобретающих дипольный момент в колебательных движениях. Последние случаи весьма сложны и, как правило, реализуемы лишь для простых молекул типа СН4. [c.127]

В спектроскопических методах результат взаимодействия света с молекулярными системами регистрируется как функция отклика. Она отражает либо изменение какого-нибудь параметра воздействующей световой волны (амплитуды, частоты и направления волны, фазовых характеристик, поляризации, скорости распространения и т. д.), либо появление нового качества (например, генерацию второй гармоники излучения). Зависимость функции отклика от интенсивности световой волны определяет деление на линейную (линейная зависимость) и нелинейную (нелинейная зависимость) спектроскопии. В этой книге излагаются методы как линейной лазерной спектроскопии (абсорбционная и флуоресцентная спектроскопия комбинационное рассеяние), так и некоторые методы нелинейной оптической спектроскопии (двухфотонное поглощение, нелинейное рассеяние). Отдельно будут изложены методы фемтосекундной спектроскопии. [c.114]

Отметим прежде всего, что аналитический сигнал — экстенсивная величина (пропорциональная массе или концентрации) физического свойства анализируемой пробы. Примерами таких величин могут служить оптическая плотность (абсорбционная спектроскопия), яркость линии или полосы (эмиссионная спектроскопия, люминесценция), масса осадка (гравиметрия), расход титранта (тит-риметрия), радиоактивность пробы (радиометрия), понижение температуры замерзания (криоскопия). Вместе с тем следует отметить, что аналитический сигнал является двумерной величиной. Экстенсивная величина регистрируется или измеряется при определенном значении (или в некотором интервале значений) интенсивного параметра, или параметра развертки аналитического сигнала. Такими параметрами являются частота (длина волны) поглощаемого или излучаемого света в спектроскопических методах, потенциал в полярографии и амперометрии, значение pH в комплексонометрии и гравиметрии, период полураспада (длина волны, энергия излучения) в радиометрии и т. д. Все эти величины не зависят от массы анализируемой пробы . [c.10]

Стало привычным пер-воначально подтверждать идентичность [вух веществ, используя эти простые и быстрые методы, а noToM же прибегать к нашедшим широкое применение при идентифика-,ии спектроскопическим методам (УФ-, ИК-, ЯМР-спектроскопия). [c.110]

Спектрометр ЭПР регистрирует поглощение энергии, которое происходит при возбуждении электрона его переходе с низшего на более высокий уровень. Различие в энергии очень мало, для возбуждения используется микроволновое излучение. Обнаружение сигнала является доказательством присутствия радикальной частицы, поскольку молекулы без неспаренного электрона не дают спектра ЭПР. Таким образом, спектроскопия ЭПР является специфическим методом обнаружения радикальных частиц. Этот метод может также давать информацию, выходящую зя рамки простого обнаружения радикальных частлц. Как и в большинстве других спектроскопических методов, из детального анализа полосы поглощения можно получить структурную информацию. Одним из определяемых параметров является фактор g. Эта величина определяется разностью энергий между двумя спиновыми состояниями с учетом напряженности магнитного поля в спектрометре [c.450]

Среди важных спектроскопических методов, которые химик использует для установления структуры вещества, спектроскопия ядерного магнитного резонанса — метод относительно новый. В 1945 г. две группы физиков, работавших независимо,— Перселл, Торри и Паунд в Гарвардском университете и Блох, Хансен и Паккард в Станфордском университете — впервые успешно наблюдали явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в твердых телах и жидкостях. Уже через очень короткий период времени, в начале 50-х годов, это явление было впервые применено для решения химической задачи. С того времени значение химических приложений ЯМР постоянно возрастало и было опубликовано бесчисленное количество статей по ядерному магнитному резонансу или его применениям во всех областях химии. [c.10]

Одним из наиболее простых и однозначных методов изучения молекулярных ассоциатов, комплексов с переносом заряда, растворенных соединений и т, н. является нахождение зависимостей точки замерзания или давления паров смеси от ее состава. Современные спектроскопические методы несколько потеснили классические методы получения фазовых диаграмм, однако необходимо гюмнить, что, 1) спектроскопия [c.197]

С помощью масс-спектрометрии как аналитического метода решают громадное число качественных и количественных задач. Качественные исследования заключаются в определении структуры неизвестного соединения, в частности, природных веществ, метаболитов лекарственных препаратов и других ксенобиотиков, синтетических соединений. Масс-спектрометрический анализ дает важную информацию для определения молекулярной массы, молекулярной формулы или элементного состава и структуры молекул. Масс-спектрометрия является наиболее чувствительным спектроскопическим методом молекулярного анализа по сравнению с другими рассмотренными методами, такими, как ЯМР- и ИК-спектроскопия. Для количественного анализа масс-спектрометрию используют при разработке арбитражных методов и методов сравнения, при количественном определении, например, полихлордибензодиоксинов (ПХДД) и наркотических препаратов. Масс-спектрометрия сегодня развивается очень быстро, охватывая все более широкие области применения, например анализ биомакромолекул (разд. 9.4.4). [c.255]

Оптические волокна лучше всего пропускают излучение в видимой области и ближней ИК-области. Недавно стали серийно выпускать кварцевые волокна для передачи излучения в УФ-области. Использование халькогенидных стекловолокон, передающих в ближней ИК-области, также демонстрировались для ФПИК-спектроскопии с удаленным от пробы спектрометром [16.4-29]. Реализация такого варианта спектроскопических методов особенно полезна при контроле процессов с агрессивными и опасными технологическими средами [16.4-30]. [c.660]

Справедливость этого предположения проверялась различными спектроскопическими методами, чувствительными к динамическому вращению dynami rotation) - такими, как ИК-спектроскопия [175, 192, 193, 299, 300, 301, 323, 378, 379, 380, 381, 397,399, [c.77]

Для изучения конформации в физиологических условиях применяются различные спектроскопические методы. ЯМР-спектроскопия высокого разрешения, особенно в сочеташ1и с КД-техникой, позволяет проводить на- [c.384]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология