Spektroskopija

Spektroskopija je znanstvena djelatnost koja se bavi spektrima kao odrazom energijskih ili strukturnih promjena u atomima i molekulama kemijskih tvari nakon njihova međudjelovanja s elektromagnetskim zračenjem ili sa subatomskim i drugim česticama. Najčešće se radi o razotkrivanju (detekciji), tumačenju i primjeni spektara koji su u vezi s elektromagnetskim zračenjem. Pritom se obično mjeri jakost (intenzitet) emitiranog (emisijski spektar), apsorbiranog (apsorpcijski spektar) ili raspršenoga zračenja (raspršenje) ovisno o njegovoj valnoj duljini, odnosno frekvenciji. U atomima i molekulama postoji više energijskih razina, a energija emitiranog ili apsorbiranoga zračenja odgovara razlici među tim razinama. Zračenje se emitira prelaskom s više na nižu energijsku razinu, a apsorbira se prelaskom s niže na višu razinu. Kako je skup energijskih razina svojstvo atoma i molekula određene kemijske tvari, razotkrivanjem i tumačenjem spektara zračenja mogu se dobiti podatci o kemijskom sastavu i strukturi tvari (spektrometrijska analiza), ali i spoznaje o uzbuđenom stanju, elektronskoj, vibracijskoj i rotacijskoj energiji, atomskim i molekularnim energijskim prijelazima, kemijskoj vezi i drugo.^[1]

Među najvažnije spektroskopske tehnike koje se temelje na međudjelovanju tvari s elektromagnetskim zračenjem ubrajaju se:

• spektroskopija na apsorpciji i na emisiji zračenja:
  • spektroskopija ultraljubičastoga zračenja (UV) i vidljivoga zračenja,
  • spektroskopija infracrvenoga zračenja (IR),
  • spektroskopija rendgenskoga zračenja (rendgenska spektroskopija) i gama-zračenja (Mössbauerov učinak);
• spektroskopija samo na apsorpciji:
  • spektroskopija mikrovalnoga zračenja,
• spektroskopija elektronske paramagnetske rezonancije (EPR ili ESR),
  • spektroskopija nuklearne magnetske rezonancije (NMR) te
  • fotoelektronska spektroskopija;
• spektroskopija samo na emisiji:
  • spektroskopija fluorescencije;
• na raspršenju:
  • Ramanova spektroskopija;
• na polarizaciji:
  • spektroskopija optičke rotacijske disperzije (ORD) i
  • cirkularnoga dikroizma (CD).

Najvažnije spektroskopske tehnike koje se temelje na međudjelovanju tvari sa subatomskim i drugim česticama (elektroni, protoni, neutroni, ioni) jesu:

• Augerova elektronska spektroskopija,
• neutronska spektroskopija,
• masena spektrometrija.

Uvođenjem lasera kao izvora zračenja mnogostruko se povećala osjetljivost mnogih spektroskopskih tehnika i moć razlučivanja spektara (laserska spektroskopija) te su proširene mogućnosti istraživanja strukture atoma i molekula.

Spektroskopija se primjenjuje u mnogim granama prirodnih znanosti jer daje podatke o građi i sastavu tvari, njezinoj temperaturi, tlaku. Spektroskopija može dati informacije o dinamici promatranog sustava. Vjerojatno najšira upotreba spektroskopije je u analitičke svrhe. Spektroskopija se najčešće dijeli prema spektralnom području, a to često ovisi o grani znanosti koja rabi dotičnu spektroskopiju. Kao rezultat spektroskopskog istraživanja dobiva se spektar. Spektroskopija se, prema pojavi koji izaziva sprezanje elektromagnetskog zračenja može podijeliti na:

• rotacijsku spektroskopiju,
• vibracijsku spektroskopiju,
• elektronsku spektroskopiju.

1. ↑ spektroskopija, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019.