科学家是如何探测分子的?

时间:2022-05-07 13:25:52   作者:
这是非常具体的。分子原子。所以我们可以排除AA和ICP光谱。除了湿化学技术,通过分子与其他分子的相互作用类型来识别分子,还有一个科学和工程领域叫做“分子光谱”,我们用它来识别分子种类和数量。这是一个巨大的领域,包括紫外可见光谱、傅里叶变换红外光谱、质谱、核磁共振光谱、各种类型的色谱(气、液、凝胶),以及更罕见的这些技术的组合,例如GCMS或傅里叶变换红外显微镜。这些都是非常常见的技术,大多数分析实验室都有一个或多个这样的仪器在使用中。

每一种技术都依赖于分子的不同性质:它的电子结构(uv - vis, FTIR, NMR),它的质量和电荷(质谱,色谱)。分子对电磁波谱(光)的不同部分有不同的反应。根据分子的类型,它可以通过指纹识别特定类型的分子。一种只有它自己才能了解的独特光谱。

也许最简单的例子是紫外-可见光谱:白光被分解成一个颜色光谱,然后这些不同的颜色通过一个解决方案。然后用一个对不同颜色的光敏感的探测器来确定溶液中的分子吸收了哪些波长的光。当溶液中的每个分子吸收不同波长的光时,分子独特的、由其结构决定的指纹光谱就可以产生。

科学家是如何探测分子的

溶液中分子的每个部分吸收不同波长的光,可以告诉我们关于分子的一些信息。就UV-Vis而言,组成分子的原子键在吸收光线时如何伸展和摆动,可以告诉我们存在什么样的官能团。

科学家是如何探测分子的

有大量以前测量的光谱,可以让我们识别分子指纹。也有一些技术可以让我们,在给定一个光谱的情况下,仅仅从光谱的形状来识别一个未知分子。分子的不同部分以不同的方式与电磁波谱相互作用,就像你从上面的表格中看到的那样。

通常,如果分子种类未知,就会应用一些不同的技术,测量不同的性质,从而确定分子结构。不同的技术可以更好地应用于不同类型的分子,这取决于研究分子的内容。小而简单的物种可能最好的鉴定使用FTIR光谱,而大的蛋白质可能最好的鉴定使用色谱。

分子光谱学是一个广阔的世界,有数百种不同的技术。我只简要地提到了一些非常常用的方法,因为这些都是我自己用过的技术,但都是用探测器来测量特定的分子性质。

书只写一种技术,所以用几段话概括有点困难。没有一种技术是完美的,每一种技术都有其优点、局限性和方法论。我希望这能让你们对我们如何检测和识别分子有一个小小的了解。
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