Spektroskopia IR

Z Wikipedii

Spektroskopia IR - rodzaj spektroskopii, w której stosuje się promieniowanie podczerwone. Najpowszechniej stosowaną techniką IR jest absorpcyjna spektroskopia IR, służąca do otrzymywania widm oscylacyjnych (choć w zakresie dalekiej podczerwieni obserwuje się także przejścia rotacyjne). Przy pomocy spektroskopii IR można ustalić jakie grupy funkcyjne obecne są w analizowanym związku.

Spektroskopia w podczerwieni pozwala na analizę zarówno struktury cząsteczek jak i ich oddziaływania z otoczeniem. Jest to jedna z podstawowych metod stosowanych w badaniu wiązań wodorowych. Metodą komplementarną do spektroskopii IR jest spektroskopia Ramana.

Spis treści 1 Podstawy fizyczne 2 Analiza widm 3 Wykonywanie widm 4 Galeria drgań wiązań chemicznych 5 Przypisy 5.1 Zobacz też 5.2 Linki zewnętrzne

[edytuj] Podstawy fizyczne

Promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu IR ma częstotliwość zbliżoną do częstotliwości drgań cząsteczek. Przechodząc przez próbkę badanej substancji promieniowanie to jest selektywnie pochłaniane na skutek wzbudzania drgań w cząsteczkach (czy też kryształach) tej substancji. W wyniku tego w widmie występuje szereg pasm absorpcyjnych odpowiadających drganiom określonych fragmentów cząsteczki.

Absorpcji promieniowania podczerwonego towarzyszą zmiany energii oscylacyjnej cząsteczek. Ponieważ energia ta jest skwantowana, absorbowane są jest tylko promieniwanie o pewnych określonych energiach, charakterystycznych dla grup funkcyjnych wykonujących drgania. Dzięki temu, wartości częstości drgań charakterystycznych mogą być ujęte w formie odpowiednich tabel, i absorpcyjne widmo IR umożliwia ustalenie jakie grupy funkcyjne występują w analizowanej próbce. Warunkiem absorpcji promieniowania (czyli możliwości wzbudzenia drgania przez promieniowania) jest zmienność momentu dipolowego cząsteczki w trakcie tego drgania.

W absorpcyjnym widmie IR dominują pasma związane z tonami podstawowymi drgań cząsteczek. Możliwa jest także rejestracja nadtonów oraz przejść drgań kombinacyjnych i różnicowych (jednoczesnych przejść w dwóch lub więcej oscylatorach), są jednak one znacznie słabsze.

[edytuj] Analiza widm

Określone grupy funkcyjne związków organicznych charakteryzują się ściśle określonym zakresem absorpcji promieniowania podczerwonego. Częstotliwość, przy której dana grupa funkcyjna absorbuje promieniowanie IR nazywa się częstotliwością grupową.

Widma IR są bardzo złożone i niezwykle rzadko zdarza się, aby dwa różne związki chemiczne miały w całym zakresie identyczne widma, co praktycznie umożliwia jednoznaczną ich identyfikację. Zastosowanie bazy danych z częstościami określonych pasm obecnych w danych związkach chemicznych pozwala na identyfikację związków chemicznych w badanej próbce. Ponadto dostępne są tablice ułatwiające analizę składu ilościowego badanych próbek. ^[1]

[edytuj] Wykonywanie widm

Niegdyś widma IR wykonywało się przemiatając próbkę monochromatyczną (o jednej długości fali) wiązką promieniowania, zmieniając krokowo długość tej fali w trakcie pomiaru.

Obecnie stosuje się szybszą metodę polegającą na przemiataniu próbki wiązką promieniowania, w której występują wszystkie długości fali z zakresu IR na raz. Po przejściu tej wiązki przez próbkę interferuje się ją z wiązką z tego samego źródła, która jednak nie przeszła przez próbkę, a widmo "ekstrahuje się", stosując transformację Fouriera zarejestrowanego widma interferencyjnego.^[2] Wymaga to stosowania droższej aparatury z komputerem, ale metoda jest błyskawiczna i dokładna. Technikę tę określa się skrótem FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy).

[edytuj] Galeria drgań wiązań chemicznych

Drgania symetryczne rozciągające	Drgania asymetryczne rozciągające	Drgania nożycowe	Drgania wahadłowe
Drgania wachlarzowe	Drgania skręcające

Przypisy

[edytuj] Zobacz też

• ATR

[edytuj] Linki zewnętrzne

• Zbiór widm IR