Was misst die Infrarotspektroskopie?

Was misst die Infrarotspektroskopie?
Anonim

Ich denke gerne daran, den Schatten eines Moleküls zu messen.

Bestimmte Bindungen in einem Molekül schwingen mit bestimmten Geschwindigkeiten / Konformationen, wenn sie mit Infrarotstrahlung bestrahlt werden. Es wird hauptsächlich in Verbindung mit Kernspinresonanz oder Massenspektrometrie verwendet, um unbekannte Verbindungen in der analytischen organischen oder anorganischen Chemie zu identifizieren.

Infrarot (IR) -Spektroskopie misst die Änderung des Dipolmoments von Molekülen aufgrund der Bestrahlung mit Licht bei Frequenzen, die Übergänge zwischen Schwingungsenergien auslösen.

Das Gipfel die auf einem IR-Spektrum auftauchen, liegen im Bereich # 400 - "4000 cm" ^ (- 1) # oder so, und sind durch den Übergang von einem Schwingungsenergieniveau zu einem anderen gegeben.

Wenn wir auf einem landen Resonanzfrequenz Wenn wir den Frequenzbereich abtasten, entspricht dies der Frequenz für einen Schwingungsmodus des Moleküls. Nachfolgend einige Beispiele für Methan:

Typischerweise messen wir Absorptionen. Der Einfachheit halber a nichtdrehender linearer anharmonischer Oszillator hat Energieniveaus der zweiten Ordnung gegeben durch:

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

woher:

  • # tildeomega_e # ist die Grundschwingungsfrequenz des Moleküls in seiner Gleichgewichtslage (keine Verschiebung).
  • # tildeomega_echi_e # ist die Anharmonizitätskonstante des Moleküls in seiner Gleichgewichtslage (keine Verschiebung).

Jene Absorptionsübergänge sind gegeben durch:

#color (blau) (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 #

# = Farbe (blau) (tildeomega_e -2tildeomega_echi_e (upsilon + 1) #