Hoofdstuk 4: Spectrometrische analysemethoden – UV/VIS
Inleiding
Licht kan interfereren met atomaire en moleculaire stelsels
Spectrometrische analysemethoden: gebaseerd op interactie tussen materie en elektromagnetische
straling
Elektromagnetische straling = energievorm die zich in de ruimte met zeer grote snelheid voortplant
en in zeer verscheiden vormen kan voorkomen; 2 transversale golven loodrecht op elkaar:
elektrische en magnetische golf
Relevante golfparameters
Frequentie v = hoe vaak iets gebeurt binnen bepaalde tijd; aantal trillingen thv bepaald punt per
seconde
Periode T = de tijd tussen 2 gebeurtenissen
v = 1/T
Golflengte λ = lineaire afstand tussen 2 opeenvolgende maxima of minima van een golf
Hoge frequentie = korte golflengte
Lage frequentie = lange golflengte
Voortplantingssnelheid = stralingsfrequentie * golflengte
c=v*λ
Straling = verzameling van energiepakketten (fotonen) waarvan de energie proportioneel is met de
stralingsfrequentie
Formule van Plank: E = h.v = h.c/λ
Korte golflengte = meer energie-inhoud, sterke straling
Lange golflengte = minder energie-inhoud
Het elektromagnetisch spectrum
Door het oog zichtbaar: 380nm –
780nm
Rood hogere energie-
inhoud want kortere
golflengte
UV-licht: insmeren tegen
zon want UV-licht kan C-
C bindingen breken -> biologische schade vb. mutatie
Radiostraling: weinig interactie met materie
Microgolven: fibraties en rotaties
Zichtbaar licht: interactie met buitenste elektronen, elektronen transmissies
, UV, X en gamma: interactie met binnenste elektronen
IR: vooral fibratie-energie
Hoe meer energie, hoe sterker de fibraties en rotaties
Basisprincipes stralingsabsorptie
Energie geabsorbeerde straling moet juist gelijk zijn aan het energieverschil ΔE tussen 2 verschillende
toestanden (grond- en aangeslagen toestand) van het atomair of moleculair stelsel omdat absorptie
van elektromagnetische straling zou kunnen optreden gequantiseerde energieovergangen
ΔE = h.v = h.c/λ
Grondtoestand S = laagst mogelijke energetische toestand van atoom/molecuul
Excitatie- of aangeslagen toestand = hogere energieniveaus
3 basisprincipes waarbij een molecule straling kan absorberen:
1. Molecule kan roteren rond verschillende assen = gequantiseerde rotatie-energietransities
2. Atomen of atoomgroepen kunnen in molecule relatief tov elkaar trillen = gequantiseerde
vibratie-energieniveaus
3. Elektronen in een molecule of atoom kunnen naar meer energierijke orbitalen worden
getransfereerd = gequantiseerde elektronenovergangen
Molecuul- en atoomspectra
Rotationele transities bij lagere energie ->
onvoldoende om vibrationele transities en
elektronen overgangen te induceren
Grondtoestand: molecule is niet aangeslagen
Aangeslagen: fibraties en rotaties
Hogere energie-inhoud: elektronen worden
betrokken -> naar hogere energietoestand
IR: zuiver rotationele verandering
Visueel: combinatie rotatie en fibratie
3 transitieprocessen in moleculen:
1. Elektronen energieovergangen (UV-VIS)
2. Vibratie energietransities (nabij IR)
3. Rotatie-energieovergangen (ver IR)
UV-VIS: molecuulspectrum samengesteld uit elektronenspectrum met erop gesuperponeerde
overgangen tussen talrijke vibratie- en rotatie-energieniveaus
Moleculaire verbindingen: absorptiespectrum uitgesmeerd over breed spectraalbereik, overlappen
van energieovergangen gaan gepaard met verlies van resolutie banden- of continu-spectrum
Inleiding
Licht kan interfereren met atomaire en moleculaire stelsels
Spectrometrische analysemethoden: gebaseerd op interactie tussen materie en elektromagnetische
straling
Elektromagnetische straling = energievorm die zich in de ruimte met zeer grote snelheid voortplant
en in zeer verscheiden vormen kan voorkomen; 2 transversale golven loodrecht op elkaar:
elektrische en magnetische golf
Relevante golfparameters
Frequentie v = hoe vaak iets gebeurt binnen bepaalde tijd; aantal trillingen thv bepaald punt per
seconde
Periode T = de tijd tussen 2 gebeurtenissen
v = 1/T
Golflengte λ = lineaire afstand tussen 2 opeenvolgende maxima of minima van een golf
Hoge frequentie = korte golflengte
Lage frequentie = lange golflengte
Voortplantingssnelheid = stralingsfrequentie * golflengte
c=v*λ
Straling = verzameling van energiepakketten (fotonen) waarvan de energie proportioneel is met de
stralingsfrequentie
Formule van Plank: E = h.v = h.c/λ
Korte golflengte = meer energie-inhoud, sterke straling
Lange golflengte = minder energie-inhoud
Het elektromagnetisch spectrum
Door het oog zichtbaar: 380nm –
780nm
Rood hogere energie-
inhoud want kortere
golflengte
UV-licht: insmeren tegen
zon want UV-licht kan C-
C bindingen breken -> biologische schade vb. mutatie
Radiostraling: weinig interactie met materie
Microgolven: fibraties en rotaties
Zichtbaar licht: interactie met buitenste elektronen, elektronen transmissies
, UV, X en gamma: interactie met binnenste elektronen
IR: vooral fibratie-energie
Hoe meer energie, hoe sterker de fibraties en rotaties
Basisprincipes stralingsabsorptie
Energie geabsorbeerde straling moet juist gelijk zijn aan het energieverschil ΔE tussen 2 verschillende
toestanden (grond- en aangeslagen toestand) van het atomair of moleculair stelsel omdat absorptie
van elektromagnetische straling zou kunnen optreden gequantiseerde energieovergangen
ΔE = h.v = h.c/λ
Grondtoestand S = laagst mogelijke energetische toestand van atoom/molecuul
Excitatie- of aangeslagen toestand = hogere energieniveaus
3 basisprincipes waarbij een molecule straling kan absorberen:
1. Molecule kan roteren rond verschillende assen = gequantiseerde rotatie-energietransities
2. Atomen of atoomgroepen kunnen in molecule relatief tov elkaar trillen = gequantiseerde
vibratie-energieniveaus
3. Elektronen in een molecule of atoom kunnen naar meer energierijke orbitalen worden
getransfereerd = gequantiseerde elektronenovergangen
Molecuul- en atoomspectra
Rotationele transities bij lagere energie ->
onvoldoende om vibrationele transities en
elektronen overgangen te induceren
Grondtoestand: molecule is niet aangeslagen
Aangeslagen: fibraties en rotaties
Hogere energie-inhoud: elektronen worden
betrokken -> naar hogere energietoestand
IR: zuiver rotationele verandering
Visueel: combinatie rotatie en fibratie
3 transitieprocessen in moleculen:
1. Elektronen energieovergangen (UV-VIS)
2. Vibratie energietransities (nabij IR)
3. Rotatie-energieovergangen (ver IR)
UV-VIS: molecuulspectrum samengesteld uit elektronenspectrum met erop gesuperponeerde
overgangen tussen talrijke vibratie- en rotatie-energieniveaus
Moleculaire verbindingen: absorptiespectrum uitgesmeerd over breed spectraalbereik, overlappen
van energieovergangen gaan gepaard met verlies van resolutie banden- of continu-spectrum
