Hvad måler infrarød spektroskopi?

Hvad måler infrarød spektroskopi?
Anonim

Jeg kan godt lide at tænke på at måle skyggen af et molekyle.

Visse bindinger i et molekyle vibrere ved bestemte hastigheder / konformationer, når de bestråles af infrarød stråling. Det anvendes hovedsageligt kombineret med kernemagnetisk resonans eller massespektrometri for at identificere ukendte forbindelser i analytisk organisk eller uorganisk kemi.

Infrarød (IR) spektroskopi måler forandringen i dipolmomentet af molekyler på grund af at bestråle dem med lys ved frekvenser, der udløser overgange mellem vibrationsniveauer.

Det toppe der vises på et IR-spektrum ligger i området # 400 - "4000 cm" ^ (- 1) # eller deromkring, og gives af overgangen fra et vibrationsniveau til et andet.

Når vi lander på en resonansfrekvens som vi scanner frekvensområdet, svarer det til frekvensen for en vibrationsmodus af molekylet. Nogle eksempler er vist nedenfor af metan:

Typisk måler vi absorptioner. For enkelhed, a ikke-roterende lineær anharmonisk oscillator har energiniveauer givet til anden orden ved:

#tildeE_ (upsilon) = tildeomega_e (upsilon + 1/2) - tildeomega_echi_e (upsilon + 1/2) ^ 2 #

hvor:

  • # Tildeomega_e # er molekylets grundlæggende vibrationsfrekvens i dens ligevægtsposition (ingen forskydning).
  • # Tildeomega_echi_e # er molekylets anharmonicitetskonstant i dens ligevægtsposition (ingen forskydning).

De der absorptionsovergange er givet af:

#color (blå) (tildenu_ (upsilon-> upsilon + 1)) = tildeomega_e (upsilon + 1 + 1/2) - tildeomega_echi_e (upsilon + 1 + 1/2) ^ 2 - tildeomega_e (upsilon + 1 / 2) - tildeomega_echi_e (upsilon + 1/2) ^ 2 #

# = tildeomega_e (upsilon + 3/2 - upsilon - 1/2) + tildeomega_echi_e (upsilon + 1/2) ^ 2 - tildeomega_echi_e (upsilon + 3/2) ^ 2 #

# = tildeomega_e + tildeomega_echi_e (upsilon + 1/2) ^ 2 - (upsilon + 3/2) ^ 2 #

# = tildeomega_e + tildeomega_echi_e upsilon ^ 2 + upsilon + 1/4 - upsilon ^ 2 - 3upsilon - 9/4 #

# = farve (blå) (tildeomega_e -2tildeomega_echi_e (upsilon + 1) #