आणविक स्पेक्ट्रोस्कोपी
आणविक स्पेक्ट्रोस्कोपी अणुओं के परिमाणित ऊर्जा स्तरों की जांच करती है, यह मापकर कि वे विद्युत चुम्बकीय विकिरण को कैसे अवशोषित, उत्सर्जित या बिखेरते हैं, जिससे संरचना, बंधन और गतिशीलता का पता चलता है।
Definition
आणविक स्पेक्ट्रोस्कोपी भौतिक रसायन विज्ञान की वह शाखा है जो अणुओं द्वारा विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अवशोषण, उत्सर्जन और प्रकीर्णन का अध्ययन करती है ताकि उनके ऊर्जा स्तरों, संरचनाओं और गतिशीलता का निर्धारण किया जा सके।
Scope
यह क्षेत्र विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में विकिरण और पदार्थ की परस्पर क्रिया को शामिल करता है: माइक्रोवेव और इन्फ्रारेड में घूर्णी और कंपन स्पेक्ट्रोस्कोपी, जिसमें रमन प्रकीर्णन शामिल है; पराबैंगनी और दृश्य में इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रोस्कोपी, साथ ही प्रतिदीप्ति और फोटोइलेक्ट्रॉन विधियाँ; नाभिक और इलेक्ट्रॉनों की चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी; और लेजर-आधारित तथा समय-समाधानित तकनीकें। यह चयन नियमों, रेखा स्थितियों और तीव्रताओं, और स्पेक्ट्रा तथा आणविक स्थिरांकों के बीच संबंध को विकसित करता है, जबकि आणविक संरचना का अंतर्निहित क्वांटम सिद्धांत क्वांटम रसायन विज्ञान में वर्णित है।
Sub-topics
Core questions
- परिमाणित आणविक ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण से स्पेक्ट्रल रेखाएँ कैसे उत्पन्न होती हैं?
- कौन से चयन नियम यह नियंत्रित करते हैं कि कौन से संक्रमण अनुमत हैं?
- स्पेक्ट्रा से आणविक संरचनाएँ और स्थिरांक कैसे निकाले जाते हैं?
- विभिन्न स्पेक्ट्रोस्कोपिक क्षेत्र घूर्णन, कंपन, इलेक्ट्रॉनिक और स्पिन अवस्थाओं की जांच कैसे करते हैं?
Key concepts
- परिमाणित ऊर्जा स्तर और संक्रमण
- चयन नियम
- रेखा स्थिति, तीव्रता और चौड़ाई
- अवशोषण, उत्सर्जन और प्रकीर्णन
- स्पेक्ट्रल क्षेत्र और विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम
Key theories
- अनुनादी अवशोषण और उत्सर्जन
- एक अणु एक फोटॉन को अवशोषित या उत्सर्जित करता है जब उसकी आवृत्ति दो परिमाणित ऊर्जा स्तरों के बीच के अंतर से मेल खाती है, इसलिए स्पेक्ट्रल रेखाओं का पैटर्न सीधे अणु की घूर्णी, कंपन और इलेक्ट्रॉनिक स्तर संरचना पर मैप करता है।
- संक्रमण क्षणों से चयन नियम
- क्या कोई संक्रमण देखा जाता है यह संक्रमण द्विध्रुवीय क्षण और इसमें शामिल अवस्थाओं की समरूपता पर निर्भर करता है, जिससे चयन नियम प्राप्त होते हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि कौन सी रेखाएँ दिखाई देती हैं और वे कितनी तीव्र होती हैं।
Clinical relevance
आणविक स्पेक्ट्रोस्कोपी रासायनिक विश्लेषण और संरचना निर्धारण के लिए प्राथमिक उपकरण है, जो इन्फ्रारेड और रमन फिंगरप्रिंटिंग, पराबैंगनी-दृश्य मात्रा निर्धारण, परमाणु चुंबकीय अनुनाद संरचना स्पष्टीकरण और चिकित्सा इमेजिंग, तथा वायुमंडल और खगोलीय स्रोतों के दूरस्थ संवेदन को आधार प्रदान करती है।
History
आणविक स्पेक्ट्रोस्कोपी का विकास उन्नीसवीं सदी में स्पेक्ट्रल रेखाओं के अध्ययनों और बैंड स्पेक्ट्रा की प्रारंभिक क्वांटम व्याख्या से हुआ; हर्ट्ज़बर्ग का आणविक स्पेक्ट्रा पर व्यवस्थित कार्य, 1928 में रमन द्वारा अप्रत्यास्थ प्रकीर्णन की खोज, और चुंबकीय अनुनाद तथा लेजर विधियों के विकास ने इसे एक व्यापक विश्लेषणात्मक विज्ञान में बदल दिया।
Key figures
- Gerhard Herzberg
- C. V. Raman
- Felix Bloch
Related topics
Seminal works
- atkins2018
- hollas2004
- banwell1994
Frequently asked questions
- विभिन्न स्पेक्ट्रोस्कोपी विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के विभिन्न क्षेत्रों का उपयोग क्यों करती हैं?
- प्रत्येक क्षेत्र एक विशेष प्रकार की आणविक गति की ऊर्जा दूरी से मेल खाता है: माइक्रोवेव घूर्णन को उत्तेजित करते हैं, इन्फ्रारेड कंपन को उत्तेजित करते हैं, पराबैंगनी और दृश्य प्रकाश इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करते हैं, और रेडियोफ्रीक्वेंसी एक चुंबकीय क्षेत्र में नाभिकीय या इलेक्ट्रॉन स्पिन को पलटते हैं।
- एक आणविक संक्रमण को अनुमत या वर्जित क्या बनाता है?
- संक्रमण द्विध्रुवीय क्षण और अवस्थाओं की समरूपता से प्राप्त चयन नियम यह तय करते हैं कि विकिरण दो स्तरों को जोड़ सकता है या नहीं; अनुमत संक्रमण मजबूत रेखाएँ देते हैं, जबकि वर्जित संक्रमण कमजोर या अनुपस्थित होते हैं जब तक कि समरूपता भंग न हो जाए।