Što mjeri infracrvena spektroskopija?

Što mjeri infracrvena spektroskopija?
Anonim

Volim razmišljati o tome kako mjeri sjenu molekule.

Određene veze u molekuli vibriraju određenim brzinama / konformacijama kada su ozračene infracrvenim zračenjem. Uglavnom se koristi zajedno s nuklearnom magnetskom rezonancijom ili masenom spektrometrijom za identifikaciju nepoznatih spojeva u analitičkoj organskoj ili anorganskoj kemiji.

Infracrvena (IR) spektroskopija mjeri promjenu dipolnog momenta molekula zbog ozračivanja svjetlom na frekvencijama koje pokreću prijelaze između razina vibracijske energije.

vrhova koji se pojavljuju na IR spektru u rasponu # 400 - "4000 cm" ^ (- 1) # ili tako, i dani su prijelazom iz jedne razine vibracijske energije u drugu.

Kada sletimo na a rezonantna frekvencija dok skeniramo raspon frekvencija, koji odgovara frekvenciji vibracijskog modusa molekule. Neki primjeri su prikazani ispod metana:

Obično mjerimo apsorpcije. Radi jednostavnosti, a nerotirajući linearni anharmonički oscilator ima razine energije dane drugom redu prema:

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

gdje:

  • # Tildeomega_e # je temeljna vibracijska frekvencija molekule u ravnotežnom položaju (bez pomaka).
  • # Tildeomega_echi_e # je konstanta anharmoničnosti molekule u ravnotežnom položaju (bez pomaka).

Oni apsorpcijski prijelazi daju:

#color (plava) (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 #

# = boja (plava) (tildeomega_e -2tildeomega_echi_e (upsilon + 1) #