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Introducción a la espectroscopía atómica y molecular

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Transcript of Introducción a la espectroscopía atómica y molecular

Montajes Ópticos Para Redes Planas y Cóncavas
Niveles Energéticos Atómicos y Moleculares
Introducción a la espectroscopia atómica y molecular
La espectroscopía es el estudio de la interacción de la radiación electromagnética con la materia. Las técnicas espectroscópicas son aquellas en las que el analito sufre procesos de:
-Absorción
-Emisión
-Luminiscencia
Puede distinguirse entre espectroscopia: 
a) Atómica 
b) Molecular.
Espectroscopía de emisión molecular y atómica
Instrumentación para Espectroscopia Óptica
Sistemas de Iluminación
MONOCROMADORES
RENDIJA DE ENTRADA
LENTE COLIMADORA
RENDIJA DE SALIDA
Capaces de dar bandas espectrales mucho mas estrechas que los filtros y además pueden ajustarse fácilmente dentro de la zona del espectro . La selección de un instrumento de barrido dispersivo que seleccione una única longitud de onda a un tiempo .
PRISMA O RED DE DIFRACCIÓN
LENTE
Un monocromador debe barrer el espectro.
la red de difracción se rota. La pureza espectral depende de las anchuras de las rendijas y de las cualidades de la red de difracción y su geometría.
TIPOS DE MONOCROMADORES
Monocromadores
de red
Monocromadores de prisma
Superficie pura, pulida y
ópticamente plana, en la que se
ha gravado un numero de surcos
Paralelos próximos y
A distancias iguales entre si.
Fragmento con forma
de vidrio , de cuña, cuarzo cloruro sódico u otro material que permita el paso de la radiación.
Características
DISPERSIÓN
PODER DE RESOLUCIÓN
PASO DE BANDA ESPECTRAL
LUMINISCENCIA
Selección de la Longitud de Onda
Transmitancia
La transmitancia se define como la cantidad de energía que atraviesa un cuerpo en determinada cantidad de tiempo.
-Existen varios tipos de transmitancia, dependiendo de qué tipo de energía consideremos.
-La transmitancia se define como la cantidad de energía que atraviesa un cuerpo en determinada cantidad de tiempo.
Identificación de Longitudes de Onda Útiles
: El espectro de una entidad molecular puede utilizarse para seleccionar la longitud de onda mas conveniente para el análisis cuantitativo. Esta selección debe considerar:
-Que la absorbancia no sea escasa.
-Que esta no cambie bruscamente en las proximidades de la longitud de onda elegida.
Un nivel energético es un estado (o conjunto de estados) cuya energía es uno de los valores posibles del operador hamiltoniano, y por lo tanto su valor de energía es un valor propio de dicho operador.
NIVELES ENERGÉTICOS
ATÓMICOS
Los electrones que forman parte del átomo están distribuidos en "capas" o niveles energéticos. En función de la capa que ocupe un electrón tiene una u otra energía de ahí que se diga que ocupa una capa de cierto nivel energético.


La existencia de capas se debe a dos hechos:
-El principio de exclusión de Pauli que limita el número de electrones por capa.
-El hecho de que sólo ciertos valores de la energía están permitidos (técnicamente estos valores coinciden con los autovalores del operador hamiltoniano cuántico que describe la dinámica de los electrones que interaccionan electromagnéticamente con el núcleo atómico).
NIVELES ENERGÉTICOS MOLECULARES
Una molécula es una configuración estable de átomos que comparten orbitales atómicos.

Los niveles energéticos de una molécula también pueden describirse mediante un hamiltoniano cuántico, aunque aquí el cálculo de los niveles energéticos resulta mucho más complicado matemáticamente y con frecuencia se recurre a aproximaciones numéricas, para predecir los niveles energéticos.
De especial importancia son los niveles energéticos del HOMO (orbital molecular más alto ocupado) y del LUMO (orbital molecular más bajo vacío).
TIPOS DE NIVELES ENERGÉTICOS
VIBRACIONAL
ELECTRÓNICA
Una molécula tiene muchas posibilidades, las transiciones son continuas y por lo tanto presentan un espectro de bandas. Cuando una molécula absorbe energía las transiciones pueden ser:

-Dentro del mismo nivel vibracional y electrónico y se presenta la espectroscopia de microondas.

-Dentro del mismo nivel electrónico pero diferente nivel vibracional y se presenta la espectroscopia infrarrojo.

-Las transiciones a diferentes niveles electrónicos originan la espectroscopia visible y la espectroscopia ultravioleta si las transiciones son a niveles electrónicos de mayor energía.
Tipos de Diseño
Cornu:
compuesto por dos prismas físicamente unidos, uno dextrógiro y otro levógiro. El haz paralelo se desdobla en distintas longitudes de ondas.
Littrow:
prisma en el que una cara es un espejo. La radiación de desdobla en distintas longitudes de onda.
POLICROMADORES
El policromador produce un espectro (intensidad frente a longitud de onda) muestreando la salida con una serie de detectores. La anchura de banda del espectro es función de la anchura de la rendija, las cualidades de la red de difracción, el número de elementos individuales del transductor y la geometría de cada uno de los componentes.
La radiación de las distintas rendijas fijas se reflejan mediante espejos hacia los tubos fotomultiplicadores.
La rendija de entrada, las de salida y la superficie de la red se localizan alrededor de un círculo de Rowland, cuya curvatura corresponde a la curva focal de la red cóncava.
-Andrés F. Calderón
-Daniela Cerón G.
-Cristian Gómez
-Fabio Losada P.
-Luz Edith Narváez
-Estafany Suta S.

Absorbancia: (A) es definida como:


- I
es la intensidad de la luz con una longitud de onda especifica y que es pasada por una muestra( intensidad de la luz transmitida).
- Io
es la intensidad de la luz antes de que entre a la muestra (intensidad de la luz incidente).
LEY DE BEER- LAMBERT:
La absorción de luz es proporcional al número de átomos absorbentes en la muestra. (es el coeficiente de absorción).
-La transmitancia óptica se refiere a la cantidad de luz que atraviesa un cuerpo, en una determinada longitud de onda. Cuando un haz de luz incide sobre un cuerpo traslúcido, una parte de esa luz es absorbida por el mismo, y otra fracción de ese haz de luz atravesará el cuerpo, según su transmitancia.
Muchas veces encontraremos la transmitancia expresada en porcentaje, según la fórmula
ESPECTROSCOPIA ATÓMICA
Se basa en la interacción de radiación electromagnética de alta energía o de energía térmica con la materia, separándose luego de los los átomos que los constituyen, pasando a   un   estado de vapor 
ionizado.

Aquí encontramos:
-Fotometría de llama.
-Espectroscopía de emisión.
-Espectroscopía de emisión de plasma.
-Espectroscopía de absorción atómica.
-Espectroscopía de fluorescencia.
ESPECTROSCOPIA MOLECULAR
Estudia como responde las moléculas cuando incide sobre  ellas una     radiación electromagnética de menor energía, e igual que la anterior,    se puede medir tanto la energía absorbida como la emitida. 

Aquí encontramos:
-Espectroscopía de microondas.
-Espectroscopía de infrarrojos.
-Espectroscopía de visible-ultravioleta.
-Espectroscopía de Raman.
-Espectroscopía de RMN (resonancia magnética nuclear).
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