13.1 : Spektroskopia w podczerwieni (IR): Przegląd

Gdy promieniowanie elektromagnetyczne przechodzi przez materiał, atomy lub cząsteczki przechodzą z niższego do wyższego stanu energetycznego, pochłaniając promieniowanie odpowiadające różnicy energii między dwoma stanami. Absorpcja promieniowania w podczerwieni (IR) powoduje przejścia między poziomami energii wibracyjnej w cząsteczce. Dlatego spektroskopia w podczerwieni jest użytecznym narzędziem analitycznym do określania struktury molekularnej cząsteczek.

Różne związki wykazują unikalne właściwości ze względu na swoje grupy funkcyjne, co pozwala na użycie spektroskopii w podczerwieni do określenia obecnych grup funkcyjnych. Spektroskopia wibracyjna w podczerwieni jest wykonywana w zakresie długości fal od 2,5 do 25 µm. Cząsteczka jest uważana za aktywną w podczerwieni, jeśli wykazuje zmianę momentu dipolowego podczas wibracji podczas pochłaniania promieniowania w podczerwieni. Aby cząsteczka skutecznie pochłaniała promieniowanie w podczerwieni, jej wibracje muszą powodować fluktuacje jej momentów dipolowych, umożliwiając jej interakcję z polem elektromagnetycznym światła w podczerwieni.

Ponieważ różne grupy funkcyjne pochłaniają promieniowanie w podczerwieni przy różnych częstotliwościach, widmo w podczerwieni jest podobne do „odcisku palca” każdej cząsteczki. Spektroskopia IR jest stosowana głównie w analizie jakościowej w celu identyfikacji grup funkcyjnych w związkach organicznych i nieorganicznych poprzez porównanie ich częstotliwości drgań ze znanymi związkami. Ponadto może określić stężenie substancji poprzez zastosowanie prawa Beera-Lamberta, gdzie absorbancja jest proporcjonalna do stężenia.