IR-spektroskopi

Infrarød spektroskopi, metoder til at identificere og undersøge stoffer via deres evne til karakteristisk absorption af infrarød stråling. Denne evne beror på, at strålingens elektriske felt påvirker stoffets elementarladninger, og at denne påvirkning for isolerede molekyler afhænger af molekylets geometri på en meget specifik måde. De bølgelængder, ved hvilke der sker absorption, fungerer derfor som et entydigt "fingeraftryk" for molekylet og kan benyttes til identifikation. Sammen med styrken af absorptionslinjerne er de endvidere grundlag for en meget detaljeret teoretisk forståelse af molekylernes opbygning og af de kræfter, der binder atomerne sammen.

Det var lige præcis det jeg ikke behøvede.

Så må du omformulere dit spørgsmål.

Ok: Hvordan bestemmes et specifikt stof ud fra et spektrum?

Vedhæftet er et eksempel på hvad jeg mener med spektrum.

Tolkning af spektre kræver erfaring og evt. tabelværdier. Der er ikke to spektre (to molekyler) der er ens, men der er områder i spektre der ligner hinanden. Spektret kan deles op i områder, hvor man typisk finder en type binding. Fx ligger N-H, O-H og C-H i området >2800 cm^-1. Dobbeltbindinger ligger i området 1500 cm^-1- 2000 cm^-1 osv.

De funktionelle grupper er ofte det samme sted i spektret, uanset stof. Fx ligger en keton ved 1715 cm^-1. Den kan dog variere +/- 30 cm^-1, pga. elektroniske effekter. Alle tabelværdier er cirkaværdier.

Man kan også se på formen af båndene. Fx er en keton skarp, dvs. båndet er smalt. Desuden er båndet stærkt, dvs. transmittansen er næsten 0 %.

Andre bånd er meget brede, fx den carboxylsyre du har vist i dit spektrum.

Sådan kan man lære at identificere funktionelle grupper i et IR-spektrum. Der findes tykke bøger med tabelværdier, forklaringer og beregninger. Det kan være vanskeligt at finde ud af hvordan de funktionelle grupper sidder i forhold til hinanden, så ofte bruger man massespektrometri og NMR-spektroskopi sammen med IR til at bestemme strukturen.

--

IR-spektroskopi bruges til at bestemme funktionelle grupper. Det er specielt polære funktionelle grupper man ser i et IR spektrum, fordi de har stærk absorption. Jeg vil anbefale at kigge på en masse spektre og genkende mønstre og tabelværdier. Læg mærke til bølgetallet (tabelværdien), bredden og styrken. Du behøver ikke lære alle tabelværdier, men få en fornemmelse for hvor de vigtigste funktionelle grupper er. C=O keton 1715 cm^-1 er god at huske. Andre carbonyler vil ligge i samme område, alt efter hvor polære de er. Carboxylsyrer og alkoholer har brede O-H bånd over 3000 cm^-1. Menneskehjernen er god til at genkende mønstre og områder, men dårlig til at huske tabelværdier...

Hvis der er tale om et spektrum fra en gas af et grundstor, sammenligner man med tabelværdier for spektre, der er målt op tidligere.
Denne metode kan også anvendes for andre spektre, hvis tabelmaterialet findes.

Der er en del strukturer, der går igen i molekyler. Nogle af disse viser sig som karakteristiske strukturer i spektret. F.eks. kan et vibrere som to vægte på en fjeder. Det giver nogle tilstande, der danner et karakteristisk mønster. Det samme gælder rotation af molekylet. De to mønstre er forskellige og afstandene mellem energitilstandene og dermed spektrallinierne er forskellige. Afstandene mellem tilstandene fortæller noget om "fjederen", masserne og afstanden mellem masserne. Der er andre strukturer, der kan påvises på denne måde.