Infraqizil spektroskopiya

thumb|OSIRIS-REx probining OVIRS asbobi koʻrinadigan va infraqizil spektrometrdir
Infraqizil spektroskopiya (Infraqizil spektroskopiyasi yoki tebranish spektroskopiyasi) infraqizil nurlanishning moddalar bilan oʻzaro taʼsirini yutish orqali, emissiya yoki aks ettirish orqali oʻlchashdir. U qattiq, suyuq yoki gazsimon shakldagi kimyoviy moddalar yoki funktsional guruhlarni oʻrganish va aniqlash uchun ishlatiladi. U yangi materiallarni tavsiflash yoki maʼlum va nomaʼlum namunalarni aniqlash va tekshirish uchun ham ishlatilishi mumkin. Infraqizil spektroskopiya usuli yoki texnikasi infraqizil spektrni hosil qiluvchi infraqizil spektrometr (yoki spektrofotometr) deb nomlangan qurilma yordamida amalga oshiriladi. Infraqizil spektrni vertikal oʻqdagi infraqizil nurni yutish (yoki oʻtkazuvchanlik) grafigida yoki gorizontal oʻqdagi chastota, toʻlqin raqami yoki toʻlqin uzunligi bilan koʻrish mumkin. Infraqizil spektrlarda ishlatiladigan toʻlqin sonining tipik birliklari sm −1 belgisi bilan santimetrlarda belgilanadi . Infraqizil toʻlqin uzunligi birliklari odatda mikrometrlarda (ilgari „mikronlar“ deb atalar edi), mkm belgisida belgilanadi, ular toʻlqin raqami bilan oʻzaro bogʻliqdir. Ushbu texnikadan foydalanadigan keng tarqalgan laboratoriya asbobi Fourier transform infraqizil (FTIR) spektrometridir . Quyida muhokama qilinganidek, ikki oʻlchovli IR ham mumkin.

Elektromagnit spektrning infraqizil qismi odatda uchta qisimga boʻlinadi; yaqin, oʻrta va uzoq infraqizil. Koʻrinadigan spektrga munosabati uchun nomlangan. Yuqori energiyali IQ sohasi, taxminan 14,000–4,000 sm −1 (0,7–2,5 mkm toʻlqin uzunligi) molekulyar tebranishlarning ortiqcha yoki kombinatsiyalangan rejimlarini qoʻzgʻatishi mumkin. Oʻrta infraqizil soha, taxminan 4000-400 sm −1 (2,5–25 mkm) odatda asosiy tebranishlarni va ular bilan bogʻliq aylanish-tebranish tuzilishini oʻrganish uchun ishlatiladi. Uzoq infraqizil soha, taxminan 400-10 sm −1 (25–1000 mkm) past energiyaga ega va aylanish spektroskopiyasi va past chastotali tebranishlar uchun ishlatilishi mumkin. Mintaqa 2–130 sm −1, mikrotoʻlqinli mintaqa bilan chegaradosh, terahertz mintaqasi hisoblanadi va molekulalararo tebranishlarni tekshirishi mumkin. Ushbu submintaqalarning nomlari va tasniflari konventsiyadir va faqat nisbiy molekulyar yoki elektromagnit xususiyatlarga asoslanadi.

 Nazariya 
thumb|IR spetsifikatsiyasi namunasi. oʻqish; Bu bromometandan (CH 3 Br) 3000, 1300 va 1000 atrofida choʻqqilarni koʻrsatadi. sm -1 (gorizontal oʻqda).
Infraqizil spektroskopiyadan molekulalarning tuzilishiga xos boʻlgan chastotalarni oʻzlashtirish bilan foydalaniladi. Bu yutilishlar rezonans chastotalarda sodir boʻladi, yaʼni soʻrilgan nurlanish chastotasi tebranish chastotasiga toʻgʻri keladi. Energiyalarga molekulyar potentsial energiya yuzalarining shakli, atomlarning massalari va ular bilan bogʻliq tebranish birikmasi taʼsir qiladi.
left|thumb| Bromometanning C-H aloqalarining simmetrik streç-siqish rejimining 3D animatsiyasi
Xususan, Born-Oppengeymer va garmonik yaqinlashishlarda (yaʼni elektron asosiy holatga mos keladigan molekulyar Gamiltonianni muvozanat molekulyar geometriyaga yaqin joyda garmonik osilator tomonidan yaqinlashtirish mumkin boʻlganda), rezonans chastotalari molekulyar elektron zamin holati potentsial energiya yuzasiga mos keladigan tebranishning normal rejimlari bilan bogʻliq.

Rezonans chastotasi, bogʻlanish kuchi va uning har ikki uchidagi atomlarning massasi bilan ham bogʻliq. Shunday qilib, tebranishlarning chastotasi maʼlum bir bogʻlanish turi maʼlum bir normal harakat rejimi bilan bogʻliq.

 Vibratsiyali rejimlar soni 
Namunadagi tebranish rejimi „Infraqizil faol“ boʻlishi uchun u molekulyar dipol momentidagi oʻzgarishlar bilan bogʻliq boʻlishi kerak. Doimiy dipol majburiy emas, chunki qoida faqat dipol momentini oʻzgartirishni talab qiladi.|quote=the electric dipole moment of the molecule must change when the atoms are displaced relative to one another

Molekula koʻp jihatdan tebranishi mumkin va ularning har biri tebranish rejimi deb ataladi. N sonli atomli molekulalar uchun geometrik chiziqli molekulalar 3 N  - 5 darajali tebranish rejimlari, chiziqli boʻlmagan molekulalarda esa 3 N - 6 darajali tebranish rejimlari (shuningdek, tebranish erkinlik darajalari deb ataladi). Misol tariqasida chiziqli karbonat angidrid (CO 2) 3  × 3 - 5 = 4, chiziqli boʻlmagan suv (H 2 O) esa faqat 3 × 3 - 6 = 3.
right|thumb| CO 2 karbonat angidrid molekulasining choʻzish va egilish tebranishlari . Yuqori chap: nosimmetrik choʻzish. Yuqori oʻng: antisimmetrik choʻzish. Pastki chiziq: degeneratsiya juft bükme rejimlari.
Odatda organik birikmalarda uchrab turadigan CH 2 X 2 guruhidagi atomlar va boshqa har qanday atomni ifodalashi mumkin boʻlgan X toʻqqiz xil usulda tebranishi mumkin. Ularning oltitasi faqat CH 2 qismini oʻz ichiga oladi: 2 ta choʻzish rejimi (n): simmetrik (n s) va antisimmetrik (n as); va 4 ta egilish rejimi: quyida koʻrsatilganidek, qaychi (d), silkituvchi ®, chayqalish (ō) va burish (t). Ikki qoʻshimcha X guruhi biriktirilmagan tuzilmalar kamroq rejimlarga egaboʻladi. Chunki baʼzi rejimlar boshqa biriktirilgan guruhlarga oʻziga xos munosabatlar bilan belgilanadi. Masalan, suvda tebranish, chayqalish va burilish rejimlari mavjud emas, chunki H atomlarining bunday harakatlari butun molekula ichidagi tebranishlarni emas, balki uning oddiy aylanishini ifodalaydi. Murakkab molekulalar boʻlsa, tekislikdan tashqari (g) tebranish rejimlari ham mavjud boʻlishi mumkin.
 Simmetrik Antisimmetrik RadialFayl:Symmetrical_stretching.gif Simmetrik choʻzish (n s)Fayl:Asymmetrical_stretching.gif Antisimmetrik choʻzish (n kabi) KenglikFayl:Scissoring.gif Qaychi (d)Fayl:Modo_rotacao.gif Tebranish ® UzunlamasınaFayl:Wagging.gif Chayqalish (ō)Fayl:Twisting.gif Burish (t)
Bu raqamlar molekulaning umumiy harakatlarini muvozanatlashtirish uchun zarur boʻlgan C atomlarining " orqaga qaytishini " anglatmaydi, ammo yengilroq H atomlarining harakatlaridan ancha kichikdir.
center|thumb|800x800px| Asosiy IQ spektroskopiya diapazonlari roʻyxati. Masalan, karboksil guruhi 1700 sm -1 da C = O bandini va 3500 sm -1 da OH bandini (umumiy guruh -COOH) oʻz ichiga oladi. Sm −1 da keltirilgan toʻlqin raqamlari.

 Foydalanilgan 

Turkum:Spektroskopiya