Go back to the list of Online Dictionaries

Química física (treball)

Presentation

Basic search

Advanced search

  • ca  espectre d'absorció, n m
  • es  espectro de absorción, n m
  • en  absorption spectrum, n

Química física

Definition
Espectre electrònic obtingut com a conseqüència de l'absorció de radiació electromagnètica per part d'un àtom o una molècula.

Note

  • L'energia transferida provoca transicions des de l'estat fonamental fins a un estat excitat. Els àtoms i les molècules tenen un nombre limitat de nivells d'energia quantitzada discreta entre els quals és possible que es produeixi l'absorció d'una radiació electromagnètica. L'energia del fotó incident ha d'igualar la diferència d'energia entre l'estat fonamental i un dels estats excitats de l'espècie absorbent. Com que aquestes diferències d'energia són úniques per a cada espècie, s'obtindrà un espectre d'absorció característic per cada àtom o molècula.

    L'espectre d'absorció és àmpliament emprat en espectrometria, ja que ofereix una forma de caracteritzar els diferents constituents d'una mostra.

    Per a obtenir un espectre d'absorció, la mostra s'il·lumina amb radiació electromagnètica i, mitjançant un espectròmetre, s'analitza la proporció de radiació absorbida per la mostra en funció de la longitud d'ona o de la freqüència. L'aspecte d'aquests espectres d'absorció depèn de la complexitat i l'estat físic de l'espècie absorbent i del medi en què es troba l'espècie absorbent, i se'n poden distingir dos tipus principals: els associats amb l'absorció atòmica, o espectres atòmics, i els resultants de l'absorció molecular, o espectres moleculars.
  • ca  espectre d'emissió, n m
  • es  espectro de emisión, n m
  • en  emission spectrum, n

Química física

Definition
Espectre electrònic obtingut quan un àtom o una molècula retornen d'un estat excitat a nivells d'energia inferiors.

Note

  • Com que l'energia de les radiacions emeses està quantitzada, cada àtom i cada molècula presenten un espectre d'emissió característic, la qual cosa s'utilitza per a caracteritzar els diferents components d'una mostra.

    L'espectre d'emissió s'obté excitant adequadament la mostra i enregistrant, mitjançant un espectròmetre, la intensitat de la radiació emesa en funció de la longitud d'ona o de la freqüència. Cal tenir en compte que l'espectre d'emissió d'un mateix compost varia segons el mètode d'excitació, que pot ser de tres tipus.

    L'emissió d'un nucli radioactiu no requereix excitació perquè els nuclis radioactius poden desintegrar-se espontàniament i emetre raigs gamma. L'emissió després de l'absorció de radiació electromagnètica pot produir el fenomen de ressonància, quan la freqüència de la radiació emesa és igual a la de l'absorbida, i el de luminescència, quan la freqüència de la radiació emesa és superior a la de l'absorbida. L'emissió de radiació electromagnètica també es pot donar després d'una excitació tèrmica o elèctrica.

    L'espectre d'emissió atòmica conté longituds d'ona específiques de l'element que emet, és un espectre de línies; en canvi, l'espectre d'emissió molecular és més complex perquè hi ha més d'un estat vibracional i més d'un estat rotacional per a cada nivell d'energia electrònica i s'hi observen nombroses línies poc espaiades que formen bandes d'emissió, és un espectre de bandes.

    Els espectres d'emissió continus són aquells en què totes les longituds d'ona presenten valors apreciables, o en què les longituds d'ona individuals estan tan poc espaiades que no és factible separar-les. Aquests espectres resulten de l'excitació de sòlids o líquids en què els àtoms estan tan propers que són incapaços de tenir un comportament independent, o bé de l'excitació de molècules complexes amb un gran nombre d'estats d'energia altament relacionats. Un cas especial d'emissió contínua es dona en un cos negre, usat com a font de radiació en mètodes analítics, la radiació emesa del qual depèn més de la temperatura del cos negre que del seu material i pot produir-se en les regions de l'infraroig, el visible i l'ultraviolat proper.
  • ca  espectre de primer ordre, n m
  • es  espectro de primer orden, n m
  • en  first-order spectrum, n

Química física

Definition
Espectre de ressonància magnètica nuclear en què les diferències entre els desplaçaments químics dels nuclis d'una molècula són molt més grans que les constants d'acoblament.

Note

  • Els espectres de primer ordre són fàcilment interpretables si es tenen en compte una sèrie de regles pràctiques. Hi ha tres regles importants que es compleixen en els espectres de primer ordre per a nuclis amb I = 1/2 (el cas més típic seria el del 1H).

    Primerament, un grup de nuclis químicament equivalents no acoblats amb altres nuclis de la molècula produeix un sol senyal en l'espectre de ressonància magnètica nuclear.

    D'altra banda, un sistema format per un grup de n nuclis magnèticament equivalents A de spin 1/2 acoblats als d'un altre grup de m nuclis magnèticament equivalents X de spin 1/2, dona lloc a un conjunt de m + 1 línies centrades en δA (desplaçament químic dels nuclis A) i a un altre conjunt de n + 1 línies centrades en δX. La separació entre línies d'un o altre multiplet és la constant d'acoblament existent entre un nucli A i un nucli X.

    Finalment, l'espectre de ressonància magnètica nuclear d'un grup de n nuclis magnèticament equivalents A acoblat, en primer lloc, a un altre grup de m nuclis magnèticament equivalents M, i, en segon lloc, a un tercer grup de l nuclis magnèticament equivalents X, es pot deduir aplicant la regla anterior per a acoblar el grup An amb Mm i tornant-la a aplicar després per a obtenir el desdoblament de cada component del multiplet produït per l'acoblament amb el grup Xl.
  • ca  espectre de ressonància magnètica nuclear, n m
  • es  espectro de resonancia magnética nuclear, n m
  • en  nuclear magnetic resonance spectrum, n

Química física

Definition
Espectre de la intensitat de radiació absorbida respecte al desplaçament químic expressat en parts per milió.

Note

  • En espectres de ressonància magnètica nuclear de 1H i de 13C, la freqüència de referència ν0 se sol escollir com la que pertany a l'espècie tetrametilsilà, una espècie de senyal intensa tant en espectres de ressonància magnètica nuclear de 1H com de 13C i que es dissol sense reaccionar en la majoria de substàncies.

    En l'espectre de ressonància magnètica nuclear de 1H, cada grup de protons equivalents presenta un senyal; així doncs, el de l'etanol en presentarà tres, els del grup CH3, els del grup CH2 i el del grup OH. Les intensitats dels senyals són proporcionals al nombre de protons que hi ha a la mostra. Les corbes en forma d'esglaó de cada senyal en l'espectre fan referència a la integració del senyal, és a dir, a l'àrea sota la corba de cada senyal. La relació de les integracions dels senyals són proporcionals al nombre de protons que inclou (3:2:1 per al cas de l'etanol). Els senyals presenten una estructura fina, ja que cadascun dels senyals no és constituït per un únic pic, sinó per més d'un. L'origen d'aquest desdoblament dels senyals és en l'acoblament spin-spin. Quan les diferències entre els desplaçaments químics dels nuclis d'una molècula són molt més grans que les constants d'acoblament entre els nuclis, en resulten espectres de primer ordre, que són fàcils d'interpretar. D'altra banda, si aquestes diferències són comparables als valors de les constants d'acoblament, en resulten espectres de segon ordre, més difícils d'interpretar.

    Vegeu també espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear.
  • ca  espectre electrònic, n m
  • es  espectro electrónico, n m
  • en  electronic spectrum, n

Química física

Definition
Espectre produït per l'emissió o l'absorció de radiació electromagnètica com a conseqüència de transicions entre els nivells energètics electrònics dels àtoms o les molècules d'una substància.

Note

  • Es pot distingir entre espectre d'emissió, que s'obté excitant adequadament la mostra perquè emeti radiació electromagnètica, i espectre d'absorció, que s'obté il·luminant la mostra i analitzant la proporció de radiació electromagnètica que absorbeix. L'emissió i l'absorció de radiació electromagnètica provenen de les transicions entre dos estats d'energia quantitzada en un àtom o una molècula.

    Els espectres electrònics es poden classificar segons els nivells d'energia que hi intervenen. Els nuclis atòmics són els que tenen uns nivells d'energia més elevats; per tant, les transicions entre aquests donen lloc a espectres en la regió de freqüències més elevades (la qual cosa és equivalent a menor longitud d'ona). Són els espectres de raigs gamma, que proporcionen informació sobre l'estructura nuclear. Els nivells energètics associats als electrons interns dels àtoms donen lloc als espectres de raigs X, que són característics de cada àtom i pràcticament independents dels enllaços, és a dir, de la molècula en què es troben els àtoms. Els nivells energètics dels electrons de valència dels àtoms i molècules donen lloc als espectres electrònics en la regió del visible i de l'ultraviolat.

    L'espectre electrònic dels àtoms és molt diferent del de les molècules. L'espectre atòmic consisteix en línies molt estretes a determinades freqüències (és un espectre de línies), mentre que l'espectre molecular, tenint en compte la influència dels nivells vibracionals i rotacionals, presenta zones d'absorció o d'emissió a certs intervals de freqüència, més o menys amples (és un espectre de bandes). L'energia vibracional dels àtoms d'una molècula és menor que l'energia electrònica; les transicions entre nivells vibracionals apareixen en l'infraroig i donen lloc als espectres infrarojos, que, tenint en compte la influència dels nivells rotacionals, són espectres de bandes. Les transicions entre els nivells rotacionals de les molècules originen espectres de línies més o menys amples en la regió de les microones. Finalment, en la regió de les ones de ràdio i de les microones poden aparèixer, en presència d'un intens camp magnètic exterior, espectres causats per les orientacions dels moments magnètics de spin nuclear (espectre de ressonància magnètica nuclear) i de spin electrònic (espectre de ressonància de spin electrònic).
  • ca  espectre fotoelectrònic, n m
  • es  espectro fotoelectrónico, n m
  • en  photoelectronic spectrum, n

Química física

Definition
Espectre que representa el nombre d'electrons expulsats per unitat de temps en funció de la seva energia cinètica.

Note

  • Els espectres fotoelectrònics són molt semblants als espectres obtinguts per espectrometria d'ultraviolat i visible i s'interpreten a partir del teorema de Koopmans. Les bandes espectrals dels espectres fotoelectrònics poden relacionar-se, per tant, amb l'energia dels orbitals moleculars o dels orbitals atòmics. D'altra banda, les bandes espectrals dels espectres fotoelectrònics, de la mateixa manera que s'esdevé en els espectres electrònics d'ultraviolat i visible, solen presentar una estructura fina vibracional, ja que el catió que resulta de l'expulsió de l'electró es pot trobar en diferents nivells vibracionals excitats.

    Vegeu també espectroscòpia fotoelectrònica.
  • ca  espectroscòpia, n f
  • es  espectroscopia, n f
  • es  espectroscopía, n f
  • en  spectroscopy, n

Química física

Definition
Tècnica analítica que permet conèixer la composició d'una substància a partir de la seva capacitat d'emetre o absorbir radiació electromagnètica d'una determinada longitud d'ona.
  • ca  espectroscòpia d'electrons Auger, n f
  • ca  AES, n f sigla
  • es  espectroscopia de electrones Auger, n f
  • es  espectroscopía de electrones Auger, n f
  • es  AES, n f sigla
  • en  Auger electron spectroscopy, n
  • en  AES, n sigla

Química física

Definition
Espectroscòpia basada en l'efecte Auger.

Note

  • Com que es basa en l'efecte Auger, els espectres obtinguts per espectroscòpia d'electrons Auger són una empremta de la mostra de material que s'analitza.

    L'espectroscòpia d'electrons Auger s'utilitza àmpliament en l'estudi de superfícies. Té una de les seves aplicacions més importants en la indústria de la microelectrònica.

    La sigla AES correspon a l'equivalent anglès Auger electron spectroscopy ('espectroscòpia d'electrons Auger').
  • ca  espectroscòpia de femtosegon, n f
  • es  espectroscopia de femtosegundo, n f
  • es  espectroscopía de femtosegundo, n f
  • es  espectroscopia láser de femtosegundo, n f
  • es  espectroscopía láser de femtosegundo, n f
  • en  femtosecond spectroscopy, n

Química física

Definition
Espectroscòpia làser utilitzada per a estudiar processos en l'escala de temps de desenes o centenes de femtosegon.

Note

  • El fet que els intervals temporals típics dels moviments moleculars es produeixin en l'escala de temps de femtosegon permet investigar aquests moviments mitjançant l'obtenció de fotogrames a intervals regulars.

    L'espectroscòpia de femtosegon es basa en la generació de trens de polsos làser, que duren pocs femtosegons a intervals de temps regulars. El límit actual de femtosegons és de centenars d'attosegons (10−18 segons). Un pols làser de bombatge prepara la mostra perquè doni lloc al procés desitjat, mentre que un pols làser de sondeig fa una anàlisi espectroscòpica de la mostra en la configuració en què aquesta es trobi en el moment que la travessa. En aquest sentit, una de les variants més usades en el camp de la femtoquímica és fer incidir el pols làser de bombatge sobre un feix molecular i fer que el pols làser de sondeig ionitzi selectivament alguna de les espècies presents en el feix molecular. Les espècies ionitzades són detectades, per exemple, per espectrometria de masses. Com a resultat final de les mesures, s'aconsegueix un conjunt d'espectres de masses obtinguts a intervals regulars de temps, els quals permeten saber com varia l'abundància d'alguna espècie amb el temps.
Image from term result on cercaterm
Image from term result on cercaterm
  • ca  espectroscòpia de ressonància paramagnètica electrònica, n f
  • ca  espectroscòpia de ressonància de spin electrònic, n f sin. compl.
  • es  espectroscopia de resonancia de spin electrónico, n f
  • es  espectroscopía de resonancia de spin electrónico, n f
  • es  espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica, n f
  • es  espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica, n f
  • en  electron paramagnetic resonance spectroscopy, n
  • en  electron spin resonance spectroscopy, n

Química física

Definition
Espectroscòpia en què una radiació electromagnètica de freqüència de la regió de les microones s'irradia sobre molècules o àtoms amb electrons desaparellats i sotmesos a la influència d'un camp magnètic extern.

Note

  • Si se suposa un electró perfectament aïllat, en aplicar un camp magnètic, els dos estats de spin, α i β, en què es pot trobar l'electró deixen d'estar degenerats. L'energia de cadascun d'ells adopta l'expressió E−1/2 = gµB Hms (amb ms = 1/2 en l'estat α i ms = − 1/2 en l'estat β), en què g és el factor g, una constant típica de l'electró, µB és el magnetó de Bohr (µB = 9,27·10−21 erg / gauss) i H és el camp magnètic en gauss (vegeu la imatge 1).

    Un dels aspectes més importants de l'expressió és el significat del valor del factor g. Es pot definir intuïtivament com la magnitud de separació entre les energies −1/2gµB H i 1/2gµB H en aplicar el camp magnètic. El factor g de Landé de l'electró lliure té un valor de g = 2,0023, però per a cada electró desaparellat en qualsevol altra circumstància aquest valor varia (vegeu la imatge 2). Trobar aquesta variació és la tasca fonamental de l'espectroscòpia de ressonància paramagnètica electrònica.

    Per a calcular el valor del factor g cal tenir en compte alguns postulats. En primer lloc, la mecànica estadística demostra que l'estat més estable és més poblat que l'estat superior. Per tant, quan s'aplica una radiació electromagnètica de microones, per a cada camp magnètic hi haurà una freqüència determinada que permetrà el salt des de ms = −1/2 a ms = 1/2, que equival a la freqüència de ressonància. Experimentalment se sol fer a l'inrevés; es fixa la freqüència i es varia el camp magnètic fins a trobar la ressonància. Tenint en compte les regles de selecció de la tècnica, ∆ms = 1, per tant, es dedueix que hν = gµB H i g = hν/(µB H) = 714,6•A(GHz)/B(gauss).

    La interacció entre els moments magnètics de spin d'un electró desaparellat i un nucli o més origina un desdoblament de nivells d'energia en produir-se un acoblament hiperfí. Això dona una mesura de la covalència de l'espècie estudiada.

    Tota espècie, orgànica o inorgànica, amb electrons desaparellats és idònia per a l'espectroscòpia de ressonància paramagnètica electrònica, que en permet extreure dos tipus d'informació: el valor del factor g (contribució orbital i simetria) i l'acoblament hiperfí sobre altres nuclis (deslocalització de l'electró o covalència).

    L'espectroscòpia de ressonància paramagnètica electrònica és d'una gran sensibilitat. Cal disposar de poca mostra per a poder dur a terme els experiments corresponents. Per tant, és una tècnica molt útil especialment en la química dels elements de transició i en la biologia, ja que permet estudiar molècules biològiques amb metalls de transició en molt poca quantitat.