Cosa misura la spettroscopia a infrarossi?

Cosa misura la spettroscopia a infrarossi?
Anonim

Mi piace pensare di misurare l'ombra di una molecola.

Alcuni legami in una molecola vibrano a certe velocità / conformazioni quando irradiati dalla radiazione infrarossa. Viene utilizzato principalmente in combinazione con risonanza magnetica nucleare o spettrometria di massa per identificare composti sconosciuti nella chimica analitica organica o inorganica.

Spettroscopia a infrarossi (IR) misura il cambiamento nel momento di dipolo delle molecole a causa dell'irradiazione con luce a frequenze che innescano le transizioni tra i livelli di energia vibratoria.

Il picchi che compaiono su uno spettro IR si trovano nella gamma # 400 - "4000 cm" ^ (- 1) # o così, e sono dati dalla transizione da un livello di energia vibrazionale a un altro.

Quando atterriamo su a frequenza di risonanza mentre scansioniamo l'intervallo di frequenze, corrisponde alla frequenza di un modo vibrazionale della molecola. Di seguito sono riportati alcuni esempi di metano:

In genere misuriamo gli assorbimenti. Per semplicità, a oscillatore anarmonico lineare non rotante ha livelli di energia dati al secondo ordine da:

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

dove:

  • # # Tildeomega_e è la frequenza vibratoria fondamentale della molecola nella sua posizione di equilibrio (nessun spostamento).
  • # # Tildeomega_echi_e è la costante di anarmonicità della molecola nella sua posizione di equilibrio (nessun spostamento).

quelli transizioni di assorbimento sono dati da:

#color (blu) (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 #

# = colore (blu) (tildeomega_e -2tildeomega_echi_e (upsilon + 1) #