Atomot/molekulát elektromágneses sugárzással/hullámokkal lehet gerjeszteni?

Kb 110 éve Nobel díjat ért ez a gondolat.

Időközben minden falusi háztartásban ezt használják fénycsiholásra.

- Lehet.

[link]

- De nem minden elem atomjai tudnak látható fényt leadni, és nem mind gerjeszthetőek könnyen.

- Egy biztos, a gerjesztés energiája (a frekvenciától, vagy az elektron sebességétől függ) mindig nagyobb mint a kibocsájtott elektromágneses sugárzás (pl látható fény) energiája.

Azaz ha valamit mondjuk UV fény gerjeszt akkor jó esetben(a megfelelő elemek használatával) látható fényt kapsz vissza. Így működik a fénycső is amit egy előző írt.

Ha "nem jó az elemed" akkor alacsonyabb frekvenciájú elektromágneses sugárzást, mondjuk hőt (infravörös), vagy mikrohullámút kapsz vissza.

//A mikrosütőnél becsapódó elektronokkal gerjesztenek, és az alacsonyabb pályára való visszatéréskor lép ki mikrohullámú foton, azaz elektromágneses sugárzás.//

Ördögöd van, kedves kérdező!

A hétköznapi értelemben vett elektromágneses sugárzás (rádióhullámok) is alkalmas örülmények közt kapcsolatba képesek lépni az atommagokkal.

Erről szól az NMR spektroszkópia.

Megpróbálom idemásolni, ebből a jegyzetből, hogy értsd miről van itt szó:

[link]

Mágneses magrezonancia spektroszkópia

Napjaink leggyakrabban használt szerkezetfelderítő módszere a mágneses magrezonancia spektroszkópia (nuclear magnetic resonance, NMR)az elektromágneses sugárzás és az atommagok kölcsönhatásán alapszik. Az atommagok – mint ismeretes – protonokból és neutronokból, azaz nukleonokból épülnek fel. A nukleonoknak – hasonlóan az elektronokhoz – mozgásukból adódóan impulzusmomentumuk van. Az atommag teljes impulzusmomentumának (p¯)nagysága az alábbi összefüggés szerint a spinkvantumszámtól (I)függ. Ezt gyakran szokták magspinnek is nevezni.

Az impulzusmomentumhoz mágneses momentum (m)is tartozik, mégpedig az alábbi összefüggés szerint:

Az arányossági tényező a magra jellemző giromágneses állandó (dimenziója: rad · T–1 · sec–1). Ha az atommag több nukleonból épül fel, akkor a nukleonok egymással való kölcsönhatása miatt megfelelő momentumaiknak csak vektori eredőjét észleljük, mely természetesen zérus (I = 0) is lehet. Ez azon atommagok esetében fordul elő, amelyek páros számú protonból és neutronból épülnek fel (pl.: 12C, l6O, 32S stb.). Ezeket NMR-inaktív magoknak nevezzük. Ha a protonok és neutronok száma is páratlan (pl.: 2H, 14N), akkor I egész szám (1, 2, 3,…); míg ha az egyik nukleonszám páratlan, a másik páros (1H, 13C, 31P, stb.) akkor I feles érték (1/2, 3/2, 5/2, …2n + l/2). A nem zérus spinkvantumszámú atommagoknak (NMR-aktív magok) tehát van impulzusmomentuma és így mágneses momentuma is.

1H NMR-spektroszkópia

A legegyszerűbb atom, a hidrogénatommagját egyetlen proton alkotja, amelynek mágneses spinkvantumszáma ml = ±1/2, azaz a proton két spinállapotban létezhet. Ennek megfelelően, ha a protont B0 erősségű (egysége: tesla, T) jellemzett homogén mágneses térbe helyezzük, akkor mágneses momentumának z irányú vetülete az alkalmazott mágneses tér irányához viszonyítva kétféle lehet: paralel (ml = +1/2) vagy antiparalel (ml = –1/2).

A két energiaállapot nem azonos, a paralel orientáció energetikailag kedvezőbb. Az energiakülönbség (ΔΕ)azonban igen csekély és az alábbi összefüggés szerint egyenesen arányos az alkalmazott mágneses térerősséggel (B0)is.

ahol h a Planck állandó, γ pedig a giromágneses állandó. A proton esetében (γp = 2,675 × 108 rad · kg–1· s · A) az energiaváltozást az 1.46. ábrán szemléltetjük.

1.46. ábra - Mágneses tér és elektromágneses sugárzás hatása a proton magspinjeinek energiájára

kepek/97_old_1_46_abra.jpg

Mint látható, B0 = 1,4092 Τ mágneses erőtérben a spinállapotok közötti energiakülönbség csekély, mindössze 0,0238 kJ mol–1 (0,0057 cal mol–1). Ha ezt a protont a spinállapotok energiakülönbségének megfelelő frekvenciájú rádióhullámmal (ν0 = ΔΕ/h = 6 · 107 Hz = 60 MHz) is besugározzuk, akkor abszorpciós jelet észlelünk. Ezt a jelenséget nevezzük mágneses magrezonanciának.