स्पेक्ट्रोस्कोपी: प्रकार और विशेषताएं

स्पेक्ट्रोस्कोपी

La स्पेक्ट्रोस्कोपी यह विद्युत चुम्बकीय विकिरण और पदार्थ के बीच परस्पर क्रिया का अध्ययन करने के लिए विज्ञान की विभिन्न शाखाओं में उपयोग की जाने वाली एक तकनीक है। यह प्रकाश या विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अन्य रूपों के विस्तृत विश्लेषण, उन्हें उनके व्यक्तिगत घटकों में विभाजित करने और प्रत्येक की विशिष्ट विशेषताओं की जांच करने पर आधारित है।

इस लेख में हम आपको बताने जा रहे हैं कि स्पेक्ट्रोस्कोपी क्या है, इसकी विशेषताएं और महत्व क्या है।

स्पेक्ट्रोस्कोपी क्या है

परमाणु विज्ञान

आसान शब्दों में, हम प्रकाश को विभिन्न रंगों या तरंग दैर्ध्य के संयोजन के रूप में समझ सकते हैं। स्पेक्ट्रोस्कोपी हमें प्रकाश को उसके स्पेक्ट्रम में तोड़ने की अनुमति देती है, जो छोटी तरंग दैर्ध्य, जैसे एक्स-रे और गामा किरणों से लेकर लंबी तरंग दैर्ध्य, जैसे माइक्रोवेव और रेडियो तरंगों तक होती है। विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के इन क्षेत्रों में से प्रत्येक में अलग-अलग गुण और व्यवहार हैं।

स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग कई वैज्ञानिक विषयों में किया जाता है, जैसे भौतिकी, रसायन विज्ञान, खगोल विज्ञान और जीव विज्ञान, आदि। यह पदार्थ की संरचना, संरचना और गुणों के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है। किसी पदार्थ द्वारा उत्सर्जित, अवशोषित या बिखरे हुए विकिरण के स्पेक्ट्रम का अध्ययन करके, हम उस पदार्थ को बनाने वाले परमाणुओं, अणुओं या कणों के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

स्पेक्ट्रोस्कोपी की विभिन्न तकनीकें हैं, जिनमें से प्रत्येक का उपयोग विभिन्न प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण का विश्लेषण करने और विभिन्न लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। कुछ सामान्य तकनीकों में अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी, उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी, प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी और परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी शामिल हैं।

स्पेक्ट्रोस्कोपी के प्रकार

फोटो उत्सर्जन

स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग रसायनों द्वारा अवशोषित प्रकाश की मात्रा का विश्लेषण करके उनके गुणों को समझने के लिए किया जाता है। यह यह हमें यह निर्धारित करने में मदद करता है कि पदार्थ की संरचना क्या है. हमारे पास कई प्रकार की स्पेक्ट्रोस्कोपी है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि हम इसका उपयोग किस लिए कर रहे हैं। ये सबसे प्रसिद्ध हैं:

  • मास स्पेक्ट्रोस्कोपी
  • परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी.
  • रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी
  • अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी

मास स्पेक्ट्रोमेट्री (या परमाणु द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री) एक ऐसी विधि है जिसका उपयोग रसायनों को आयनित करके और उनके अनुपात, द्रव्यमान या आवेश के आधार पर आयनों को वर्गीकृत करके एक नमूने में परमाणुओं या अणुओं के परमाणु द्रव्यमान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

अधिकांश मास स्पेक्ट्रोमीटर इलेक्ट्रॉन प्रभाव आयनीकरण नामक तकनीक का उपयोग करते हैं। यह तकनीक एक अणु से एक इलेक्ट्रॉन (या इलेक्ट्रॉन) को हटाने के लिए एक इलेक्ट्रॉन किरण का उपयोग करती है, जिससे एक रेडिकल धनायन बनता है। ऐसे मूल धनायनों को मूल आयन या आणविक आयन के रूप में भी जाना जाता है।

एक ग्राफ दिखा रहा है आयनों के परमाणु द्रव्यमान बनाम डिटेक्टर सिग्नल की तीव्रता को द्रव्यमान स्पेक्ट्रम कहा जाता है। आइसोटोप एक ही तत्व के परमाणु होते हैं जिनमें प्रोटॉन की संख्या समान होती है (परमाणु क्रमांक) लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है (न्यूट्रॉन की भिन्न संख्या)।

परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी

परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी गैसीय परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित रासायनिक प्रकाश को मात्रात्मक रूप से निर्धारित करने के लिए दृश्य या पराबैंगनी स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करने की प्रक्रिया है। यह रसायन विज्ञान में एक विश्लेषक की एकाग्रता निर्धारित करने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया है, जो एक नमूने में एक विशिष्ट तत्व है।

अब आइए देखें कि परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी कैसे काम करती है। यह तकनीक बीयर-लैंबर्ट कानून पर आधारित है, जो किसी तत्व द्वारा प्रकाश के अवशोषण से संबंधित है और इसे किसी विशेष तत्व के गुणों से संबंधित करता है। इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर की ओर बढ़ सकते हैं क्योंकि वे ऊर्जा को अवशोषित करते हैं। यह, बदले में, विशिष्ट तरंग दैर्ध्य वाले प्रकाश से मेल खाता है, जिसकी बदौलत हम जान सकते हैं कि नमूने में कौन से तत्व हैं, क्योंकि प्रत्येक तरंग दैर्ध्य एक विशिष्ट तत्व से मेल खाती है।

रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी

रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी एक तकनीक है जिसका उपयोग प्रकाश और पदार्थ के बीच परस्पर क्रिया का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है। यह तकनीक रमन प्रभाव पर आधारित है, जिसे 1928 में भारतीय वैज्ञानिक सीवी रमन ने खोजा था। जिसमें किसी नमूने के साथ संपर्क करने पर प्रकाश की ऊर्जा में परिवर्तन शामिल होता है।

जब प्रकाश किसी नमूने पर पड़ता है, तो कुछ प्रकाश बिखर जाता है और उसकी ऊर्जा बदल जाती है। ऊर्जा में यह परिवर्तन नमूने के अणुओं के साथ प्रकाश के फोटॉनों की परस्पर क्रिया के कारण होता है। कुछ फोटॉन ऊर्जा प्राप्त करते हैं, जबकि अन्य इसे खो देते हैं। प्रकाश के इस प्रकीर्णन को रमन प्रकीर्णन कहा जाता है और प्रकीर्णित प्रकाश को रमन प्रकाश के नाम से जाना जाता है।

रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी किसी नमूने की संरचना और आणविक संरचना के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए इस घटना का लाभ उठाती है। प्रकीर्णित रमन प्रकाश की तरंगदैर्घ्य आपतित प्रकाश से थोड़ी भिन्न होती है।, और इस अंतर को रमन शिफ्ट के रूप में जाना जाता है। रमन शिफ्ट नमूने में अणुओं के आणविक कंपन और घूर्णन के तरीकों के बारे में जानकारी प्रदान करता है।

इसे अंजाम देने के लिए रमन स्पेक्ट्रोमीटर नामक उपकरण का उपयोग किया जाता है। इस उपकरण में एक उच्च शक्ति वाला लेजर होता है जो मोनोक्रोमैटिक प्रकाश उत्सर्जित करता है, जो नमूने की ओर निर्देशित होता है। जब लेज़र से प्रकाश नमूने में अणुओं के साथ संपर्क करता है, तो रमन प्रकीर्णन होता है। बिखरे हुए रमन प्रकाश को एकत्रित किया जाता है और एक डिटेक्टर की ओर निर्देशित किया जाता है, जो प्रकाश की तीव्रता को उसकी तरंग दैर्ध्य के आधार पर रिकॉर्ड करता है।

अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी

अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी एक विश्लेषणात्मक तकनीक है जिसका उपयोग कार्बनिक अणुओं में कार्यात्मक समूहों की पहचान करने के लिए किया जाता है। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी में दो प्रकार के स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया जाता है: फैलाने वाले अवरक्त विकिरण स्पेक्ट्रोमीटर और फूरियर अवरक्त विकिरण स्पेक्ट्रोमीटर को परिवर्तित करते हैं.

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रक्रिया के दौरान निम्नलिखित कदम उठाए जाते हैं:

  • विकिरण की एक किरण नमूने से होकर गुजरती है।
  • स्पेक्ट्रोमीटर में एक नमूना अवरक्त विकिरण को अवशोषित करता है।
  • एक बार जब अवशोषण का पता लगाया जाता है और उसका विश्लेषण किया जाता है, तो अवशोषण स्पेक्ट्रम को प्रिंट कर लिया जाता है या कंप्यूटर पर प्रदर्शित किया जाता है।

सभी कार्बनिक यौगिक अणुओं के बीच बंधों के माध्यम से विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर अवरक्त विकिरण को अवशोषित करते हैं। जब परमाणु युग्मित होते हैं, तो वे लगातार कंपन करते हैं। जब कार्बनिक अणु अवरक्त विकिरण को अवशोषित करते हैं, विभिन्न परमाणुओं के बीच के बंधन अधिक कंपन करते हैं। इसके कारण, अणुओं में सहसंयोजक बंधन भी कंपन करते हैं और खिंचने, झुकने या मुड़ने के लिए मजबूर होते हैं। सभी अणु एक विशिष्ट आवृत्ति पर कंपन करते हैं। एक अणु के भीतर प्रत्येक बंधन में कंपन की एक अद्वितीय प्राकृतिक आवृत्ति होती है।

मुझे आशा है कि इस जानकारी से आप स्पेक्ट्रोस्कोपी और इसकी विशेषताओं के बारे में अधिक जान सकते हैं।


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