Infracrvena spektroskopija
Infracrvena spektroskopija(IR spektroskopija) je tipspektroskopijekoji se baviinfracrvenimregionomelektromagnetnog spektra.To je svetlost dužetalasne dužinei kraćefrekvencijeodvidljive svetlosti.IR spektroskopija obuhvata niz tehnika koje su uglavnom zasnovane naapsorpcionoj spektroskopiji.Kao i nekoliko drugih spektroskopskih tehnika, ona se može koristiti za identifikaciju i proučavanjehemijskih jedinjenja.[1][2]Često korišćeni laboratorijski instrument koji koristi ovu tehniku jespektrometarsainfracrvenom Furijeovom transformacijom(FTIR).
Infracrvena porcija elektromagnetnog spektra se obično deli u tri regiona: bliski, srednji i daleki, na osnovu njihovog odnosa sa vidljivim spektrom. Visokoenergetski bliski-IR, na aproksimativno 14000–4000 cm−1(0.8–2.5 μm talasne dužine) može da pobudi harmonijske vibracije. Srednji infracrveni region, aproksimativno 4000–400 cm−1(2.5–25 μm) se može koristiti za studiranje fundamentalnih vibracija i srodnih rotaciono-vibracionih struktura. Daleki infracrveni opseg od aproksimativno 400–10cm−1(25–1000 μm), leži poredmikrotalasnogregiona. On ima nisku energiju, te se može koristiti urotacionoj spektroskopiji.Imena i klasifikacija IR podregiona su konvencije.
Infracrvena spektroskopija se bazira na činjenici da molekuli apsorbuju na specifičnim frekvencijama koje su karakteristika njihove strukture. Oni apsorbuju narezonantnim frekvencijama,i.e. frekvencija apsorbovane radijacije je jednaka frekvenciji veze ili grupe koja vibrira. Energije su određene oblikom molekulske površinepotencijalne energije,masama atoma, i vibracionim sprezanjem.
Specifično, uBor–Openhajmerovoji harmonijskoj aproksimaciji, i.e. kad semolekulski Hamiltonijankoji odgovara elektronskomosnovnom stanjumože aproksimiratiharmonijskim oscilatoromu blizini ravnotežnemolekulske geometrije,rezonantne frekvencije su određenenormalnim modovimakoji odgovaraju molekulskom elektronskom stanju površine potencijalne energije. Rezonantne frekvencije zavise od jačine veze i atomskih masa, i stoga se vibracione frekvencije mogu asocirati sa pojedinim tipovima veza.
Da bi vibracioni mod molekula bio "IR aktivan", on mora biti povezan sa promenamadipola.Permanentni dipol nije neophodan, već samo promenadipolnog momenta[3].
Molekul može da vibrira na mnogo načina, i svaki od njih se nazivavibracioni mod.Za molekule sa N atoma, linearni molekuli imaju 3N – 5 stepeni vibracionih modova, dok nelinearni molekuli imaju 3N – 6 stepeni vibracionih modova (oni se takođe se zovu vibracioni stepeni slobode). Na primer H2O je nelinearni molekul koji ima 3 × 3 – 6 = 3 vibraciona stepena slobode, ili moda.
Jednostavni diatomski molekuli imaju samo jednu vezu i samo jedan vibracioni opseg. Ako je molekul simetričan, e.g. N2,opseg se ne može uočiti u IR spektru, već samo u Ramanovom spektru. Asimetrični diatomski molekuli, e.g. CO, apsorbuje u IR spektru. Kompleksniji molekuli imaju mnoge opsege, i njihovi vibracioni spektri su kompleksniji, i.e. veliki molekuli imaju mnogo pikova u njihovim IR spektrima.
Atomi CH2grupe, koji se često sreću kodorganskih jedinjenja,mogu da vibriraju na šest načina:simetrično i antisimetrično istezanje,savijanje,ljuljanje,previjanjeiuvijanje:
| Simetrično istezanje |
Antisimetrično istezanje |
Savijanje |
|---|---|---|
|
|
|
| Ljuljanje | Previjanje | Uvijanje |
|
|
|
- Apsorpciona spektroskopija
- Infracrvena astronomija
- Ramanova spektroskopija
- Spektroskopija
- Vibraciona spektroskopija
- ↑Schwedt, Georg. (1997). The Essential Guide to Analytical Chemistry. (Brooks Haderlie, trans.). Chichester, NY: Wiley. (Original Work Published 1943). pp. 16-17
- ↑Rendina, George.Experimental Methods in Modern BiochemistryW. B. Saunders Company: Philadelphia, PA. 1976. pp. 46-55
- ↑Paula, Peter Atkins, Julio de (2009).Elements of physical chemistry(5th ed. izd.). Oxford: Oxford U.P. str. 459.ISBN978-0-19-922672-6.
- SHU.ac.ukArhivirano2005-03-31 naWayback Machine-u
- Ilustrovani IR vodičArhivirano2011-12-17 naWayback Machine-u