Spektroskopia w podczerwieni (IR)
Spektroskopia w podczerwieni, znana również jako spektroskopia IR, to technika analityczna wykorzystująca promieniowanie podczerwone do badania struktury cząsteczek oraz ich interakcji z otoczeniem. Głównym zastosowaniem spektroskopii IR jest absorpcyjna spektroskopia, która umożliwia uzyskanie widm oscylacyjnych i identyfikację grup funkcyjnych w analizowanych związkach chemicznych.
Podstawy fizyczne
Promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie podczerwieni wchodzi w interakcję z cząsteczkami, co prowadzi do ich drgań. Proces ten jest związany z tzw. drganiami normalnymi, które są wynikiem wzbudzenia drgań cząsteczek. Absorpcja promieniowania podczerwonego skutkuje zmianami energii oscylacyjnej, a tylko promieniowanie o określonych energiach, charakterystycznych dla grup funkcyjnych, jest absorbowane. Kluczowym warunkiem absorpcji jest zmienność momentu dipolowego cząsteczki podczas drgań.
Analiza widm
Grupy funkcyjne związków organicznych mają unikalne zakresy absorpcji promieniowania IR, co pozwala na ich identyfikację. Częstotliwość, przy której dana grupa absorbuje promieniowanie, nazywana jest częstotliwością grupową. Widma IR są złożone, co sprawia, że rzadko dwa różne związki mają identyczne widma, co umożliwia ich jednoznaczną identyfikację. Wykorzystanie baz danych z częstotliwościami pasm IR wspomaga proces identyfikacji związków chemicznych.
Wykonywanie widm
Tradycyjnie widma IR uzyskiwano poprzez przemiatanie próbki promieniowaniem monochromatycznym. W nowoczesnych aparatach stosuje się szybszą metodę, polegającą na prześwietleniu próbki promieniowaniem w całym zakresie IR. Metoda ta, znana jako FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), wykorzystuje transformację Fouriera do analizy widma interferencyjnego, co wymaga nowoczesnej aparatury, ale pozwala na szybkie i dokładne pomiary.
