Infrared SpectroscopyIntroductionTh

Infrared Spectroscopy


Introduction
The term "infra red" covers the range of the electromagnetic spectrum between 0.78 and 1000 mm  measured in "wavenumbers", the units cm-1.

Theory of infra red absorption
IR photons have low energy  not enough to induce electronic transitions as UV  restricted to compounds with small energy differences in the possible vibrational and rotational states  cause a


The alternating electrical field of the radiation interacts with fluctuations in the dipole moment of the molecule
(electromagnetic radation consists of an oscillating electrical field and an oscillating magnetic field, perpendicular to each other) .
 frequency of the radiation should matches the vibrational frequency of the molecule  absorbed  change in the amplitude of molecular vibration.

IR and Covalent Bonding
Photon energies associated with this part of the infrared (from 1 to 15 kcal/mole)  not large enough to excite electrons, but may induce vibrational excitation of covalently bonded atoms and groups.
Covalent bonding occurs by a sharing of valence electrons
The covalent bonds in molecules are not rigid, but are more like stiff springs that can be stretched and bent.
 in addition to the facile rotation of groups about single bonds, molecules experience a wide variety of vibrational motions, characteristic of their component atoms.
Consequently, virtually all organic compounds will absorb infrared radiation that corresponds in energy to these vibrations  similar in principle to the UV-Visible spectrometer  absorption spectra of compounds that are a unique reflection of their molecular structure.

Molecular transitions occured in IR
Three types:
Rotational transitions
The energy required is quite low  E correspond to  < 100 cm-1  show up as sharp lines that subdivide vibrational peaks in gas phase spectra  in liquids or solids, these lines broaden due to molecular collisions and other interactions  continuum spectra
Vibrational transitions
The positions of atoms in a molecules are not fixed  subject to a number of different vibrations. Vibrations fall into the two main catagories of stretching and bending.
The most important transitions, observed in qualitative mid-IR spectroscopy:  = 13,000 – 675 cm-1 ( 0.78 – 15 M)
Vibrational-rotational transitions
complex transitions that arise from changes in the molecular dipole moment due to the combination of a bond vibration and molecular rotation.

Ethane Conformations

Modeling Molecular Vibrations
Simple Harmonic Oscillator (SHO) Model
Hooke’s Law : (restoring force of a spring is proportional to the displacement)


Where: F = Force, k = Force Constant (stiffness of spring), y = Displacement
Energy is force x distance

Total energy:

Absorbtion of IR photons
A molecule can absorb IR photons if two conditions occured :
a change in the dipole moment of the molecule during a vibrational or rotational motion Absorption  increase in vibration amplitude/rotation frequency.
Symmetric molecules (or bonds) do not absorb IR (no dipole moment
The frequency associated with the photon matches the frequency of the vibrational motion

Magnitude of dipole moment determined by
charge
separation of charge


Vibration or rotation causes varying separation

Results (Indonesian) 1:

Spektroskopi InframerahPengenalanIstilah "infra merah" mencakup spektrum elektromagnetik antara 0.78 dan 1000 mm  diukur dalam "wavenumbers", unit cm-1.Teori penyerapan infra merahIR foton memiliki energi rendah  tidak cukup untuk menginduksi transisi elektronik seperti UV  dibatasi untuk senyawa dengan perbedaan energi kecil mungkin getaran dan rotasi Serikat  menyebabkanBidang listrik bolak radiasi berinteraksi dengan fluktuasi dalam momen dipol molekul (elektromagnetik radation terdiri dari Medan elektrik berosilasi dan Medan magnet berosilasi, tegak lurus saling).  frekuensi radiasi harus cocok dengan getaran frekuensi  molekul diserap  perubahan dalam amplitudo getaran molekul. IR dan ikatan kovalenEnergi foton terkait dengan bagian  inframerah (dari 1 sampai 15 kcal/mol) tidak cukup besar untuk menggairahkan elektron, tetapi dapat menyebabkan getaran eksitasi berikatan kovalen dengan Berikat atom dan kelompok. Ikatan kovalen terjadi dengan berbagi Elektron valensiIkatan kovalen dalam molekul tidak kaku, tetapi lebih seperti kaku springs yang dapat meregang dan membungkuk.  Selain rotasi lancar kelompok tentang obligasi tunggal, molekul mengalami berbagai gerakan getaran, karakteristik atom komponen mereka. Akibatnya, hampir semua senyawa organik akan menyerap radiasi Infra merah yang sesuai dalam energi untuk  getaran ini pada prinsipnya mirip dengan spectrometer UV-Visible  penyerapan spectra senyawa yang merupakan cerminan struktur molekul yang unik. Molekul transisi terjadi di IRTiga jenis:Rotasi transisiEnergi yang dibutuhkan cukup rendah  E sesuai dengan  < 100 cm-1  muncul sebagai garis tajam yang membagi getaran puncak di gas fase spektrum  dalam cairan atau makanan padat, garis-garis ini memperluas molekul tabrakan dan lain interaksi  kontinum spektrum Getaran transisiPosisi atom dalam molekul tidak tetap  tergantung pada sejumlah getaran yang berbeda. Getaran jatuh ke dalam dua kategori utama dari peregangan dan lentur. Transisi paling penting, diamati dalam kualitatif pertengahan-IR spektroskopi:  = 13.000-675 cm-1 (z 0.78-15 M) Getaran rotasi transisikompleks transisi yang timbul dari perubahan dalam momen dipol molekul karena kombinasi dari molekul rotasi dan getaran obligasi.Etana konformasiPemodelan getaran molekulModel osilator harmonik sederhana (SHO) Hukum Hooke: (memulihkan kekuatan pegas sebanding dengan perpindahan) Dimana: F = kekuatan, k = konstan Force (kekakuan musim semi), y = perpindahanEnergi adalah kekuatan x jarakTotal energi:Foton Absorbtion IRSebuah molekul yang dapat menyerap IR foton jika terjadi dua kondisi:perubahan dalam momen dipol molekul selama kenaikan  penyerapan getaran atau rotasi motion dalam getaran rotasi amplitudo/frekuensi. Molekul-molekul yang simetris (atau obligasi) tidak menyerap IR (tidak ada momen dipolFrekuensi yang terkait dengan foton sesuai frekuensi getaran gerakBesarnya momen dipol ditentukan olehbiayapemisahan biayaGetaran atau rotasi menyebabkan berbagai pemisahan

Results (Indonesian) 2:

Inframerah Spektroskopi


Pendahuluan
Istilah "infra merah" meliputi berbagai spektrum elektromagnetik antara 0,78 dan 1000 mm  diukur dalam "wavenumbers", unit cm-1.

Teori infra penyerapan merah
foton IR memiliki energi yang rendah  tidak cukup untuk mendorong transisi elektronik sebagai UV  dibatasi untuk senyawa dengan perbedaan energi kecil di kemungkinan negara vibrasi dan rotasi  menyebabkan


The medan listrik bolak radiasi berinteraksi dengan fluktuasi dipol saat molekul
(radation elektromagnetik terdiri dari medan listrik yang berosilasi dan medan magnet berosilasi, tegak lurus satu sama lain).
 frekuensi radiasi harus cocok dengan frekuensi getaran dari molekul  diserap  perubahan amplitudo getaran molekul.

IR dan kovalen Bonding
Foton energi terkait dengan ini bagian dari inframerah (dari 1 sampai 15 kkal / mol)  tidak cukup besar untuk membangkitkan elektron, tetapi dapat menyebabkan eksitasi getaran atom kovalen dan kelompok.
Ikatan kovalen terjadi oleh berbagi elektron valensi
The ikatan kovalen dalam molekul yang tidak kaku, tapi lebih seperti mata air kaku yang dapat ditarik dan membungkuk.
 selain rotasi lancar dari kelompok sekitar ikatan tunggal, molekul mengalami berbagai gerakan getaran, karakteristik atom komponen mereka.
Akibatnya, hampir semua senyawa organik akan menyerap radiasi inframerah yang sesuai dalam energi untuk getaran ini  mirip secara prinsip dengan spektrum spektrometer  serapan UV-Visible senyawa yang merupakan cerminan unik struktur molekul mereka.

Transisi molekuler terjadi di IR
Tiga jenis:
transisi rotasi
diperlukan energi yang cukup rendah  E sesuai dengan  <100 cm-1  muncul garis-garis tajam yang membagi puncak getaran di spektrum fase gas  dalam cairan atau padat, garis-garis ini memperluas karena tabrakan molekul dan interaksi lainnya  kontinum spektrum
getaran transisi
posisi atom dalam molekul tidak tetap  dikenakan sejumlah getaran yang berbeda. Getaran jatuh ke dalam dua kategori utama peregangan dan lentur.
Transisi yang paling penting, diamati secara kualitatif spektroskopi pertengahan IR:  = 13.000 - 675 cm-1 ( 0,78-15 M)
transisi getaran-rotasi
transisi kompleks yang timbul dari perubahan dalam momen dipol molekul karena kombinasi dari getaran obligasi dan rotasi molekul.

Etana konformasi

Modeling Molekuler Getaran
Simple Harmonic Oscillator (SHO) Model
Hukum Hooke: (memulihkan kekuatan pegas sebanding dengan perpindahan)


Dimana: F = Force, k = Angkatan Konstan (kekakuan pegas), y = Pemindahan
Energi adalah kekuatan x jarak

total energi:

Penyerapan foton IR
molekul A dapat menyerap foton IR jika dua kondisi terjadi:
perubahan momen dipol molekul selama getaran atau rotasi motion Penyerapan  peningkatan frekuensi getaran amplitudo / rotasi.
Molekul simetris (atau obligasi) tidak menyerap IR (tidak ada momen dipol
Frekuensi terkait dengan foton cocok dengan frekuensi gerak getaran

Besaran momen dipol ditentukan oleh
biaya
pemisahan muatan


Getaran atau rotasi menyebabkan pemisahan yang bervariasi