Segons com sigui produït l’espectre hom distingeix diferents tipus d’espectrometria: espectrometria de massa, espectrometria infraroja, espectrometria visible, espectrometria ultraviolada, espectrometria Raman (efecte Raman), espectrometria d’emissió atòmica, espectrometria d’absorció atòmica, ressonància magnètica nuclear, ressonància paramagnètica electrònica (ressonància de spin electrònic), espectrometria de raigs X, espectrometria de fluorescència X. L’espectrometria tracta del mesurament de l’energia radiant emesa o absorbida per la matèria, com a resultat d’interaccions matèria-energia de diversa natura en les diferents regions de l’espectre electromagnètic, de la interpretació teòrica de les mesures i de llur aprofitament pràctic, especialment en anàlisi química. Hom mesura la intensitat de l’energia emesa o absorbida, i la longitud d’ona corresponent, constituint un “espectre” la representació gràfica de l’una en funció de l’altra. Segons la regió espectral considerada, l’espectrometria inclou una gran varietat de tècniques de mesura, les quals també són diferents segons que sigui estudiada l’emissió o l’absorció de l’energia. Tots els processos d’absorció d’energia radiant comporten l’excitació quantitzada d’una espècie química per absorció d’un fotó. La transició energètica resultant de l’absorció de fotons pot correspondre a diferències entre els nivells d’energia del spin nuclear (a la zona de les radiofreqüències), de l’energia de translació, de rotació o de vibració de molècules (a la zona de les microones o de l’infraroig), de l’energia dels electrons més externs dels àtoms o de les molècules (a la zona del visible i de l’ultraviolat), dels electrons de les capes més internes dels àtoms (a la zona dels raigs X), o de l’energia nuclear (a la zona dels raigs γ). Els espectres d’emissió s’originen quan un àtom excitat o una molècula excitada retornen a llur estat normal. Les molècules donen lloc a emissions de bandes difoses de longituds d’ona, i els espectres són designats com a espectres de bandes. Els àtoms donen emissions a longituds d’ona definides, i produeixen espectres de ratlles, característics de cada element químic. El nombre de ratlles de l’espectre d’emissió depèn del grau d’excitació de l’àtom, i la intensitat de les ratlles depèn de la quantitat d’àtoms presents. Si, després de l’excitació, l’espècie química cedeix l’excés d’energia emetent fotons de menor freqüència que els absorbits, hom diu que té lloc fluorescència o fosforescència, segons el temps de vida de l’estat excitat; en l’espectrofotofluorimetria és l’energia emesa la que és normalment estudiada. Si el focus d’energia radiant i l’espècie absorbent són en estats energètics idèntics, és a dir, en ressonància, l’excés d’energia és cedit freqüentment per l’emissió no direccional de fotons d’idèntica freqüència que els absorbits. En aquests casos, tant l’absorció com l’emissió poden ésser estudiades, depenent de les circumstàncies químiques i instrumentals. Exemples de l’ús de processos de ressonància són l’espectrometria d’absorció de ressonància nuclear (efecte Mossbauer), l'espectrometria d’absorció atòmica i l’espectrometria de ressonància magnètica nuclear. Si hom estudia l’energia emesa, empra sovint el terme de “fluorescència de ressonància”. Si l’espècie absorbent cedeix l’excés d’energia mitjançant processos de col·lisions intermoleculars o altres processos no radioactius, el fenomen és estudiat aleshores per l'espectrometria d’absorció, també anomenada espectrofotometria, espectroscòpia d’absorció i absorciometria. L’estudi teòric dels diversos processos d’absorció i d’emissió de l’energia radiant per la matèria, i de les quantitats d’energia implicades en cada cas, ha estat una base principal de desenvolupament dels coneixements relatius a l’estructura atòmica i molecular, en particular d’una gran part de la química quàntica. El fet que la intensitat de les ratlles espectrals emeses o de les ratlles o bandes d’absorció sigui sempre relacionat amb el nombre de nuclis, d’àtoms o de molècules presents ha permès l’establiment de tècniques diverses d’anàlisi quantitativa, algunes d’extrema sensibilitat, com l’espectrometria de raigs γ (activació per neutrons). Algunes de les tècniques espectromètriques tenen un interès especial en l’anàlisi qualitativa, com l’espectrometria d’emissió (per a la identificació de traces d’elements metàl·lics en mostres sòlides) i l’espectrometria d’absorció infraroja (per a la identificació de molècules orgàniques). En l’infraroig, l’estudi de les nombroses bandes o pics d’absorció, deguts a vibracions dels àtoms dels grups funcionals, contribueix a resoldre també problemes d’establiment d’estructures moleculars. És molt útil, en aquest aspecte, l’espectrometria de ressonància magnètica nuclear.
f
Química
Física
Astronomia