Infrarooispektroskopie: Verskil tussen weergawes

Content deleted Content added
Begin uitgebrei
verbeter, nog besig
Lyn 1:
[[Lêer:EM spectrum.svg|duimnael|Die elektromagnetiese spektrum met infrarooi langs sigbare lig aangedui.]]
[[Lêer:HCl2.jpg|duimnael|Soutsuurspektrum:Hoë resolusie infrarooi-spektrum van soutsuur in die gastoestand.]]
[[Lêer:Methane rotational-vibrational spectrum.png|regs|duimnael|Rotasie-vibrasiespektrum van metaan (CH<sub>4</sub>) in die gastoestand met P-, Q- en R-takke.]]
 
'''Infrarooispektroskopie''' (word ook '''IR-spektroskopie''' of '''vibrasiespektroskopie''' genoem) is die meting van die interaksie van die [[infrarooi]]-gedeelte van die [[elektromagnetiese spektrum]] met materie deur [[Spektraallyn|absorpsie, emissie]] of refleksie. Dit word gebruik om [[chemiese verbinding]]s of [[funksionele groep]]e in vaste, vloeibare of gasvormige vorm te bestudeer en te identifiseer. Dit kan gebruik word om nuwe materiale te karakteriseer of bekende en onbekende monsters te identifiseer.
Line 8 ⟶ 6:
 
== Teorie ==
Infrarooispektroskopie benut die feit dat [[Molekuul|molekules]] frekwensies absorbeer wat kenmerkend is van hul struktuur. Hierdie absorpsies vind plaas teen die resonante frekwensies, dit wil sê die frekwensie van die geabsorbeerde straling pas by die vibrasiefrekwensie. Die energieë word beïnvloed deur die vorm van die molekulêre potensiële energie-oppervlaktes, die massas van die atome en die gepaardgaande vibroniese koppeling. Die molekule se elektroniese grondtoestandvibrasies kan benader word deur 'n harmoniese ossillator en die resonante frekwensies hou dan verband met die normale vibrasiemodusse van hierdie stelsel. Die resonante frekwensies hou ook verband met die sterkte van die binding en die massa van die atome aan weerskante van die binding. Die frekwensie van die vibrasies word dus geassosieer met 'n bepaalde normale bewegingsmodus en 'n bepaalde bindingstipe. (Sien [[#Wiskundige modelle|Wiskundige modelle]] hieronder)
Absorpsie van infrarooilig verander gewoonlik die vibrasietoestand van die materiaal. Watter frekwensie geabsorbeer word hang veral af van die bindings tussen atome in die materiaal en hul massa's.
[[Lêer:Bromomethane.gif|duimnael|links|3D-animasie van die simmetriese rek-kompressie-modus van die C–H-bindings van broommetaan]]
===Aantal vibrasiemodusse===
Vir 'n virbasionele modus om deur IR-spektroskopie opgespoor te word, moet dit geassosieer word met veranderinge in die dipoolmoment. 'n Permanente dipool is nie nodig nie, aangesien die reël slegs 'n verandering in dipoolmoment vereis.{{R|Atkins}}
 
'n Molekule kan op baie maniere vibreer, en elke manier word 'n vibrasiemodus genoem. Vir molekules met ''N'' aantal atome, het lineêre molekules ''3N'' – 5 grade vibrasiemodusse, terwyl nie-lineêre molekules ''3N'' – 6 grade vibrasiemodusse het (ook genoem vibrasiegrade van vryheid). As 'n voorbeeld sal [[Water|H{{Sub|2}}O]], 'n nie-lineêre molekule, 3 × 3 – 6 = 3 grade van vibrasievryheid, of modusse hê.
 
 
 
[[Lêer:HCl2.jpg|duimnael|Soutsuurspektrum:Hoë resolusie infrarooi-spektrum van soutsuur in die gastoestand.]]
[[Lêer:Methane rotational-vibrational spectrum.png|regs|duimnael|Rotasie-vibrasiespektrum van metaan (CH<sub>4</sub>) in die gastoestand met P-, Q- en R-takke.]]
 
== Wiskundige modelle ==
=== Klassieke model ===
Die eenvoudigste model wat hierdie proses beskryf is die ''harmoniese ossilator''. Die potensiaalput V wat die binding tussen twee deeltjies (atome) voorstel word in hierdie model as parabolies gesien:
Line 38 ⟶ 48:
:<math>-\frac{h^{2}}{8\pi^{2}m} \frac{\partial^2 \Psi}{\partial x^{2}} + kx^{2}\Psi= E\Psi</math>
== Verwysings ==
{{Verwysings|verwysings=
<ref name="Atkins">{{cite book| first1 = Peter W | last1 = Atkins | first2 = Julio | last2 = de Paula |title=Elements of physical chemistry |date=2009 |publisher=Oxford U.P |location=Oxford |isbn=978-0-19-922672-6 |pages=459 |edition=5de |language=en}}</ref>
}}
 
{{Saadjie}}
 
[[Kategorie:Analitiese chemie]]