Infrapunaspektroskoopia: erinevus redaktsioonide vahel

P
resümee puudub
P (pisitoimetamine)
PResümee puudub
'''Infrapunaspektroskoopia''' ehk '''infrapunane spektroskoopia''' ehk lühemalt '''IP-spektroskoopia''' on [[spektroskoopia]] liik, mis tegeleb [[elektromagnetkiirgus]]ega [[infrapunane kiirgus|infrapunases lainealas]], valgusega, mille [[lainepikkus]] on suurem ja sagedus väiksem kui [[nähtav valgus|nähtaval valgusel]] ning hõlmab mitmeid spektroskoopilisi meetodeid, millest enamik põhinevad [[absorptsioon spektroskoopia|absorbrtsiooni spektroskoopial]]. Infrapunane spektroskoopia on kasutusel keemiliste ühendite uurimiseks ja identifitseerimiseks.
 
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]]uga 14 000–4 000 – 4000&nbsp;cm<sup>−1</sup>), on suuteline määrama [[oobertoon]] ja [[harmooniline võnkumine|harmoonilisi võnkumisi]]. Keskinfrapunane kiirgus, lainepikkusega 2,5–25 μm (lainearv 4000–400&nbsp;cm<sup>−1</sup>), on kasutusel fundamentaalsete [[vibratsioon]]ide ja rotatsioonrotatsiooni-vibratsioonvibratsiooni struktuuri uurimisel. Kauginfrapunast kiirgust, mille lainepikkus (vahemik 25–100 μm, lainearv 400–10&nbsp;cm<sup>−1</sup>) jääb [[mikrolaineala]]st madalamaks, võib kasutada [[mikrolainete spektroskoopia]]s. Vastavate elektromagnetkiirguse piirkondade nimed on kokkuleppelised ning ainult kaudselt seotud vastavate kiirguste molekulaarsete ja elektromagnetiliste omadustega.
 
== Teooria ==
Molekulidel on mitmeid võimalusi võnkuda, millest igaüht nimetatakse vibratsiooniliseks võnkumiseks. Lineaarne N arvust aatomist koosnev molekul võib võnkuda 3N-5 eri moel. Mittelineaarse molekuli puhul on vibratsiooniliste võnkumiste arv võrdne 3N-6. Näiteks lineaarne CO<sub>2</sub> molekul võib võnkuda 3*3–5= 4 eri moel.
 
Kaheaatomiliste molekulide korral eksisteerib ainult üks vibratsiooniline võnkumine. Juhul, kui binaarne molekul on sümmeetriline, näiteks H<sub>2</sub>, siis on vastav võnkumine IP-inaktiivne, samas aga [[Raman spektroskoopia|Raman]]-aktiivne. Mittesümmeetrilise CO ainuke võnkumine on aga infrapuna-aktiivne. Suurematel molekulidel on võnkumiste arv suurem ja ka nende spekter vastavalt keerulisem.
Aatomid metüleen CH<sub>2</sub> rühmas võivad võnkuda kuuel eri moel: sümmeetriline ja asümmeetriline [[valentsvõnkumine]] ning [[deformatsioonvõnkumine|deformatsioonilised]] käärliikumise, kiikumise, paindumise ja liputamise võnkumised.
 
== Praktiline IP spektroskoopia ==
 
Infrapunast spektrit mõõdetakse proovi infrapunase kiirgusega [[kiiritamine|kiiritamisel]]. Kui IP kiirguse lainepikkus kattub võnkumise lainepikkusega, toimub absorptsioon. Uurides läbinud valguse intensiivsust igal lainepikkusel, leitakse, kui palju energiat neeldus. Seda saavutatakse lainepikkuste [[skaneerimine|skaneerimisel]], kasutades [[monokromaator]]it. Alternatiiviks on kogu laineala ühekordne mõõtmine, kasutades [[Fourier' teisendus|Fourier' transformaatoriga]] instrumenti ning hilisem spektri genereerimine läbi arvutuslike protseduuride. Vibratsiooniliste võnkumiste lainearvu, kuju ja intensiivsuse analüüs annab meile informatsiooni võnkuva molekuli struktuuri kohta.
 
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.
Infrapunase spektroskoopia erimeetodid keskenduvad peamiselt mõõtmiste lihtsustamisele ja välistele mõjutustele saadavas spektris.
 
Mittedispersiivsetes infrapuna gaasianalüsaatorites mõõdetakse korraga nii proovi, kui ka kalibreeritud referentsi spektrit, tänu millele on võimalik on-line režiimis eri gaaside kontsentratsioonide kohta infot saada.
 
[[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. Vastav meetod on eriti populaarne, kuna ei vaja vedelike või tahkiste mõõtmisel eelnevat proovide töötlemist.
}}
 
== Kasutatud kirjandusKirjandus ==
 
* Kemp, W. Organic spectroscopy. Macmillan, 1991.
145 340

muudatust