Infrapunaspektroskoopia: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
PResümee puudub |
Resümee puudub |
||
1. rida:
{{Koolitöö|14. novembril 2011|kool=TÜ loodus- ja tehnoloogiateaduskond}}{{keeletoimeta}}
'''Infrapunane spektroskoopia''' (IP spektroskoopia) on [[spektroskoopia]] liik, mis tegeleb [[elektromagnetkiirgus|elektromagnetkiirgusega]] [[infrapunane kiirgus|infrapunases lainealas]], valgusega, mille [[lainepikkus]] on suurem ja sagedus väiksem kui [[nähtav valgus|nähtaval valgusel]] ning hõlmab enda all mitmeid spektroskoopilisi meetodeid, millest enamik põhinevad [[
Infrapunase elektromagnetkiirguse laineala jaotub kolmeks: lähi-, kesk- ja kauginfrapunane, vastavalt nende suhtele nähtava valguse spektrialaga. Kõrgema energiaga lähi-IP, lainepikkusega 0,8–2,5 μm ([[lainearv|lainearvuga]] 14 000 – 4 000 cm<sup>−1</sup>), on suuteline määrama [[oobertoon]] ja [[harmooniline võnkumine|harmoonilisi võnkumisi]]. Keskinfrapunane kiirgus, lainepikkusega 2,5–25 μm (lainearv 4000–400 cm<sup>-1</sup>), on kasutusel fundamentaalsete [[vibratsioon|vibratsioonide]] ja rotatsioon-
== Teooria ==
Infrapunane spektroskoopia kasutab ära fakti, et molekulid [[kiirguse
Kasutades [[Born–Oppenheimeri lähendus|Born-Oppenheimeri]] ja harmoonilist lähendust, näiteks kui molekulaarse [[tasakaaluolek|tasakaaluoleku]] [[molekulaarne Hamiltoniaan|Hamiltoniaan]] lähendada [[harmooniline ostsillaator|harmoonilise ostsillaatori]] võnkumisele tasakaalugeomeetria läheduses, siis resonantsed võnkumised tulenevad fundamentaalvõnkumiste molekulaarse [[energia miinimum|energia miinimumidest]] potentsiaalse energia pinnalt.
26. rida:
== Praktiline IP spektroskoopia ==
Infrapunast spektrit mõõdetakse proovi infrapunase kiirgusega [[kiiritamine|kiiritamisel]]. Kui IP kiirguse lainepikkus kattub võnkumise lainepikkusega, toimub
Vastav tehnika töötab pea eksklusiivselt [[kovalentne side|kovalentsete sidemete]] korral. Lihtsaid spektreid on võimalik saada kõrge puhtusega väikeste molekulide spektrite mõõtmisel. Keerulisemate molekulaarstruktuuride spektrid on raskemini [[interpretatsioon|interpreteeritavad]] suure võnkumiste arvu tõttu. Antud tehnikat kasutatakse ka äärmiselt komplekssete segude analüüsil.
32. rida:
=== Proovide töötlemine ===
Gaasiliste proovide mõõtmiseks on vajalik gaasiküvett ning väga pikk [[kiirtekanal]], mis kompenseerib proovi hõredust. Lihtsat klaasist 5–10 cm pikkust küvetti, mille
Vedelaid proove on võimalik mõõta neid kahe soolaplaadi vahele surudes(sobivad infrapuna inaktiivsed soolad mis vastavas lahustis ei lahustu). Optilise materjalina võib kasutada puhtaid leelismetall-halogeniid sooli, näiteks NaCl, KBr või CaF<sub>2</sub>, mis mõõtmisalas infrapunast kiirgust ei neela.<ref name=Har/>
Tahkeid
Eri meetoditel mõõdetud spektrid, mis erinevad üksteisest proovi töötlemise kohapealt, näevad välja pisut erinevad, mis tuleneb proovi faasi erinevustest.
=== Taustspektriga võrdlemine ===
Proovi infrapunase spektri saamiseks on vajalik mõõta nii proovi kui [[taustspekter|tausta spektrid]]. Taustspektri mõõtmine on vajalik, kuna iga mõõtmine on mõjutatud nii valguse
Sobiv taustspekter sõltub mõõtmistehnikast ja eesmärgist. Lihtsaim on taustspekter saada proovi eemaldamisel ja õhu spektri mõõtmisel. Eri olukordades võib aga teistsuguse tausta kasutamine kasulik olla, näiteks mõõtes lahja vesilahuse spektrit võib taustana kasutada puhast vett samal meetodil mõõdetuna. Antud juhul lahutatakse spektrist maha nii instrumendist tulenevad mõjud kui ka mõõteaparatuuri ja lahusti mõjutused spektris, tänu millele on võimalik saada hea puhtusega [[soluut|soluudi]] spekter.
==
Infrapunases spektroskoopias on valentsvõnkumiste lainearv [[pöördvõrdeline sõltuvus|pöördvõrdeliselt sõltuv]] võnkuvate aatomite taandatud massidest ja [[võrdeline sõltuvus|võrdeliselt]] aatomitevahelise sideme tugevusest. Tänu sellele on samalaadsed võnkumised spektrites samas piirkonnas.
53. rida:
Kolmiksideme võnkumised jäävad vahemikku 2300–2100 cm<sup>-1</sup> ning on madala intensiivsusega, mida kompenseerib vastava lainearvu vahemiku tühjus tüüpilises spektris.
Süsinikku sisaldavad kaksiksideme võnkumised on vahemikus 1800–1500 cm<sup>-1</sup>. Eriti suure
Süsiniku ja heteroaatomite üksiksidemete võnkumised jäävad tavaliselt vahemikku 1500–900 cm<sup>-1</sup> ning vastavasse alasse jääb tavaliselt enim võnkumisi, mis ei ole tavaliselt üksteisest eristatavad, mistõttu vastavat ala kuni 600 cm<sup>-1</sup>-ni kutsutakse [[sõrmejäljeala|sõrmejäljealaks]] (ehk nad on
Deformatsioonvõnkumiste lainearvu vahemik on kitsam, kui valentsvõnkumiste puhul(1500–400 cm<sup>-1</sup>), ning vastavate võnkumiste intensiivsus ja
== Infrapunane spektroskoopia kasutusalad ==
Klassikaline infrapunane spektroskoopia on laialt kasutusel orgaaniliste ühendite uurimisel ja identifitseerimisel. Spektrilt saadav
Infrapunane spektroskoopia on samuti oluline meetod [[kriminalistika|kriminalistikas]], kus kasutatavad kaasaskantavad IP spektromeetrid aitavad kohapeal tuvastada eri aineid ja nende segusid.
75. rida:
[[täielik sisepeegeldumine|Täieliku sisepeegeldumise]] IP spektroskoopias (ATR, HATR) on kasutusel tihedast optilisest materjalist [[monokristall]], mille pinnalt infrapunane kiirgus tagasi peegeldub. Proovi viimisel kristalli pinna lähedusse on aga võimalik proovi spekter mõõta. Antud meetod on eriti populaarne kuna ei vaja vedelike või tahkiste mõõtmisel eelnevat proovide töötlemist.
Samuti on võimalik infrapunase spektroskoopiaga määrata monokristalsel pinnal [[
== Viited ==
|