(UV) ve Görünür Bölge Moleküler Absorpsiyon Spektroskopisi

114
SIRA S‹ZDE
Aletli Analiz
boylar›na sahip yani saç›lm›fl ›fl›k, günümüzde fizik, kimya, t›p gibi pek çok bilim
dal›nda farkl› amaçlara hizmet etmektedir.
Bulutlar›n niçin SIRA beyaz S‹ZDEgöründü¤ünü
aç›klay›n›z.
RAMAN SPEKTROSKOP‹S‹
1928’de Hintli fizikçi C.V. Raman, kendisine 1931 y›l›nda Nobel Fizik Ödülü’nü kazand›ran
çal›flmas›nda, moleküllerle etkileflim sonucunda saç›lan ›fl›¤›n dalga boyunun
büyük bir k›sm›n›n gelen ›fl›k ile ayn› dalga boyunda oldu¤unu çok az bir
k›sm›n›n ise farkl› dalga boylar›na kayd›¤›n› ve bu kayman›n saç›lmaya neden olan
moleküllerin kimyasal yap›s›na ba¤l› oldu¤unu bulmufltur. Ifl›¤›n farkl› dalga boylar›na
kaymas› Raman saç›lmas› olarak adland›r›l›r ve Raman saç›lmas›n›n fiziksel
temeli, ›fl›k demetini oluflturan tanecikler ile ortamda bulunan moleküllerin çarp›flmas›
ile oluflan elastik olmayan saç›lmad›r. Elastik olmayan saç›lma ile kastedilen
fotonlarla moleküllerin çarp›flmas› sonucunda fotonlar›n enerjisinde dolay›s›yla
da dalgaboyunda de¤iflim olmas›d›r. Ifl›k saç›lmas› s›ras›nda saç›lan ›fl›¤›n enerjisi
ve moleküller ile etkileflen ›fl›¤›n enerjisi eflit ise bu tür saç›lmaya da elastik saç›lma
ad› verilir ve Rayleigh saç›lmas› olarak bilinir. Rayleigh saç›lmas›nda, Raman
saç›lmas›na göre 104-105 DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE SIRA S‹ZDE
Elastik Olmayan Saç›lma:
Foton ve moleküller
aras›ndaki çarp›flma
AMAÇLARIMIZ sonucunda fotonlar›n
AMAÇLARIMIZ
enerjisinin de¤iflmesidir.
Elastik Saç›lma: Foton ve
moleküller K ‹ T Aaras›ndaki P
K ‹ T A P kez daha fliddetli saç›lm›fl ›fl›k oluflur. Raman saç›l-
çarp›flma sonucunda
fotonlar›n enerjisinde mas› s›ras›nda toplam enerji korundu¤u için fotonun kaybetti¤i ya da kazand›¤›
de¤iflme olmamas›d›r. enerji, molekülün titreflim enerji düzeyleri aras›ndaki enerjiye eflit olmal›d›r. Foto-
TELEV‹ZYON nun kazand›¤› TELEV‹ZYON ya da kaybetti¤i enerji miktar› belirlenerek moleküllerin titreflim
enerji düzeyleri hakk›nda bilgi edilinebilir ve spektroskopinin bu türüne Raman
spektroskopisi ad› verilir.
Raman spektroskopisi, infrared (IR) spektroskopisi gibi titreflimsel spektrosko-
‹NTERNET
pinin bir türüdür.
‹NTERNET
Bir numune, hυ0 enerjisine sahip görünür bölge veya yak›n-infrared
monokromatik ›fl›n›ndan oluflan bir lazer kayna¤›yla ›fl›nland›¤›nda fotonlar›n
enerjisinin bir k›sm› moleküllere aktar›l›r veya moleküllerden de az say›daki fotona
enerji aktar›l›r. Bu aktar›m sonucunda molekülün enerjisi temel hal ile birinci
uyar›lm›fl hal aras›nda sanal haller ad› verilen sonsuz say›daki de¤erden herhangi
birini alabilir. fiekil 5.2’de görüldü¤ü gibi sanal hale uyar›lm›fl bir molekülden
yay›lan ›fl›n üç tipte olabilir. Birincisi daha önce bahsedildi¤i gibi uyar›lma enerjisine
efl enerjide ›fl›n yay›lmas› ile sonuçlanan elastik saç›lma yani Rayleigh saç›lmas›d›r
ve Rayleigh saç›lmas›nda, enerji kayb› olmaz. Bu nedenle foton ve molekül
aras›ndaki çarp›flmalar›n elastik oldu¤u söylenir. Di¤er ikisi ise asl›nda Raman saç›lmas›n›n
türleri olan Stokes saç›lmas› ve Anti-Stokes saç›lmas›d›r. Stokes ve Anti-
Stokes saç›lmalar›nda enerji de¤iflimleri, titreflim enerji düzeyleri aras›ndaki fark
(∆E) kadard›r. Stokes saç›lmas›nda yay›lan ›fl›n›n enerjisi uyar›lma enerjisinden küçük,
Anti-Stokes saç›lmas›nda ise daha büyüktür. Boltzmann da¤›l›m yasas›na göre,
fotonla etkileflmeden önce uyar›lm›fl titreflim enerji düzeylerinde bulunan moleküllerin
say›s›, temel titreflim enerji düzeyinde bulunan moleküllerin say›s›ndan
çok daha az oldu¤u için Anti-Stokes saç›l›m›n›n meydana gelme olas›l›¤› Stokes türü
saç›l›ma göre daha azd›r. Ayr›ca Rayleigh saç›l›m› da Raman saç›l›m›na göre
yüksek bir gerçekleflme olas›l›¤›na sahiptir. Çünkü temel haldeki moleküllere enerji
aktar›m› ve bu moleküllerin temel hale geri dönüflleri en olas› olayd›r.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
1
2
S›cakl›k art›fl› SIRA Stokes S‹ZDEve
Anti-Stokes saç›l›m oranlar›n› artt›rmaktad›r, bu durumu yorumlay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT