Heb je je ooit afgevraagd hoe wetenschappers verschijnselen en structuren bestuderen die zelfs met de beste elektronenmicroscopen onzichtbaar zijn? Hoe wordt precies de concentratie van moleculen in een oplossing bepaald en wat kunnen we daarvan leren? Het antwoord is de studie van de interactie tussen elektromagnetische straling (begrip van licht) en materie. Hoe gebeurt dit eigenlijk? Nou, iedereen heeft op de basisschool geleerd over het spectrum van elektromagnetische straling, en spectroscopie is onderverdeeld aan de hand van het spectrum. Microgolven – veroorzaken moleculaire rotatie (microgolfprincipe)
– Radio
– Infraroodstraling
– Zichtbaar licht
– Ultraviolette straling
– Röntgenstraling
– Gammastralen
Zoals algemeen bekend is, heeft licht een tweeledig karakter. Dat wil zeggen, licht met langere golflengten heeft golfachtige eigenschappen (microgolven, radiogolven), terwijl licht met kortere golflengten deeltjesachtige eigenschappen heeft (gammastralen). Dit feit suggereert dat verschillende gebieden een verschillende wisselwerking hebben met materie.16]
Hoe vindt de wisselwerking tussen de zichtbare en ultraviolette gebieden plaats? Fotonen worden geabsorbeerd door elektronen in de buitenste elektronenschil en deze worden aangeslagen tot hogere energieniveaus. De spin van dit elektron maakt ook onderscheid tussen singlet en triplet toestanden. Als deze aangeslagen elektronen naar het fundamentele energieniveau gaan door radiatieve deexcitatie, wordt dit fluorescentie genoemd. Dit wordt bijvoorbeeld waargenomen in het ultraviolet. Omgekeerd, als conversie naar de triplettoestand plaatsvindt en de-excitatie weer plaatsvindt naar het singletbasenergieniveau, is er sprake van fosforescentie. Fosforescentie kan worden gezien in de vorm van gloeiende sterren in een kinderkamer of bellen in een kleuterei. Dit is een soort interactie, maar er zijn zeven verschillende regio\’s in het spectrum.
De meest voorkomende toepassing in het laboratorium is het meten van de concentratie van verbindingen met aromatische ringen. Er geldt een evenredigheidsrelatie: hoe hoger de concentratie, hoe hoger de absorptie. Daarnaast kan de denaturatie van DNA en de microstructuur van eiwitten worden bestudeerd.