Quang phổ hồng ngoại

Quang phổ hồng ngoại ( phổ hồng ngoại hay quang phổ dao động ) là phép đo sự tương tác của bức xạ hồng ngoại với vật chất bằng cách hấp thụ , phát xạ hoặc phản xạ . Nó được sử dụng để nghiên cứu và xác định các chất hóa học hoặc các nhóm chức năng ở thể rắn, lỏng hoặc khí.

Phương pháp hoặc kỹ thuật quang phổ hồng ngoại được tiến hành bằng một dụng cụ gọi là máy quang phổ hồng ngoại (hoặc máy quang phổ) tạo ra phổ hồng ngoại.

Một quang phổ IR có thể được hình dung dưới dạng đồ thị về độ hấp thụ ánh sáng hồng ngoại(hoặc truyền ) trên trục tung so với tần số hoặc bước sóng trên trục hoành.

Các đơn vị đặc trưng của tần số được sử dụng trong phổ IR là cm nghịch đảo (đôi khi được gọi là số sóng ), với ký hiệu cm −1 . Các đơn vị của bước sóng IR thường được cho bằng micromet (trước đây được gọi là “microns”), ký hiệu μm, có liên quan đến các số sóng theo cách tương hỗ.

Một dụng cụ phòng thí nghiệm phổ biến sử dụng kỹ thuật này là quang phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) . IR hai chiều cũng có thể được thảo luận dưới đây .

Phần hồng ngoại của phổ điện từ thường được chia thành ba vùng; các gần bờ , giữa và far- hồng ngoại, tên cho mối quan hệ của họ để phổ khả kiến. Năng lượng gần IR cao hơn, khoảng 14000–4000 cm −1 (bước sóng 0,7–2,5 μm) có thể kích thích chế độ âm bội hoặc kết hợp của dao động phân tử .

Tia hồng ngoại trung bình, khoảng 4000–400 cm −1 (2,5–25 μm) thường được sử dụng để nghiên cứu các dao động cơ bản và cấu trúc dao động quay liên quan . Hồng ngoại xa, khoảng 400–10 cm −1 (25–1000 μm) có năng lượng thấp và có thể được sử dụng cho quang phổ quayvà các dao động tần số thấp.

Vùng từ 2–130 cm −1 , giáp với vùng vi sóng , được coi là vùng terahertz và có thể thăm dò dao động giữa các phân tử. [1] Tên và phân loại của các tiểu vùng này là quy ước và chỉ dựa trên các đặc tính điện từ hoặc phân tử tương đối

Định nghĩa Quang phổ hồng ngoại là gì

Quang phổ hồng ngoại khai thác thực tế là các phân tử hấp thụ các tần số đặc trưng cho cấu trúc của chúng . Các hiện tượng hấp thụ này xảy ra ở tần số cộng hưởng , tức là tần số của bức xạ bị hấp thụ trùng với tần số dao động. Các năng lượng bị ảnh hưởng bởi hình dạng của các bề mặt năng lượng tiềm năng phân tử , khối lượng của các nguyên tử và sự liên kết rung động .

Quang phổ hồng ngoại
Hình dạng Quang phổ hồng ngoại

Đặc biệt, trong phép gần đúng Born – Oppenheimer và điều hòa, tức là khi Hamilton phân tử tương ứng với trạng thái cơ bản điện tử có thể được xấp xỉ bằng một dao động điều hòa trong vùng lân cận của hình học phân tử cân bằng , các tần số cộng hưởng có liên quan đến các phương thức dao động bình thường. ứng với bề mặt thế năng trạng thái cơ bản điện tử phân tử. Các tần số cộng hưởng cũng liên quan đến độ bền của liên kết và khối lượng của các nguyên tử ở hai đầu của nó. Do đó, tần số của các dao động liên quan đến một phương thức chuyển động bình thường cụ thể và một loại liên kết cụ thể.

Xem thêm: cảm biến hồng ngoại là gì