Πώς εντοπίζει η υπέρυθρη φασματοσκοπία οργανικές ενώσεις;
1. Μοριακοί δονήσεις:
* Τα μόρια δεν είναι στατικές οντότητες. Τα άτομα τους είναι συνεχώς δονητικά, κινούνται εμπρός και πίσω, τεντώνοντας και κάμψη. Αυτές οι δονήσεις εμφανίζονται σε συγκεκριμένες συχνότητες που είναι μοναδικές για τη δομή του μορίου.
* Διαφορετικοί τύποι δεσμών (C-H, C-O, C =O, κλπ.) Δονείται σε ξεχωριστές συχνότητες και η διάταξη αυτών των δεσμών μέσα σε ένα μόριο επηρεάζει το συνολικό δονητικό πρότυπο.
2. Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας IR:
* Όταν η υπέρυθρη ακτινοβολία διέρχεται από ένα δείγμα, κάποια από την ακτινοβολία απορροφάται από το μόριο.
* Η απορροφημένη ακτινοβολία αντιστοιχεί στις συγκεκριμένες συχνότητες στις οποίες δονείται οι δεσμοί του μορίου.
* Αυτή η απορρόφηση της ενέργειας διεγείρει το μόριο, προκαλώντας τη μετάβαση σε υψηλότερη δονητική κατάσταση ενέργειας.
3. Φασματογράφημα:
* Οι απορροφημένες συχνότητες καταγράφονται ως κορυφές σε ένα γράφημα που ονομάζεται φάσμα IR.
* Ο άξονας Χ αντιπροσωπεύει τη συχνότητα της ακτινοβολίας IR (συνήθως σε κυματοειδείς, CM⁻⁻) και ο άξονας Υ αντιπροσωπεύει το ποσοστό του μεταδιδόμενου φωτός.
* Οι κορυφές στο φάσμα αντιστοιχούν σε συγκεκριμένους δονητικούς τρόπους εντός του μορίου.
4. Ερμηνεία:
* Με την ανάλυση των θέσεων και των εντάσεων των κορυφών στο φάσμα IR, οι χημικοί μπορούν να προσδιορίσουν τις λειτουργικές ομάδες και τους δεσμούς που υπάρχουν σε μια άγνωστη οργανική ένωση.
* Αυτές οι πληροφορίες βοηθούν στον προσδιορισμό της δομής και της ταυτότητας της ένωσης.
Βασικά χαρακτηριστικά του IR Spectra:
* Περιφέρεια λειτουργικής ομάδας (4000-1400 cm⁻⁻): Αυτή η περιοχή είναι πλούσια σε κορυφές που αντιστοιχούν σε συγκεκριμένες λειτουργικές ομάδες όπως C =O, O-H, C-H και N-H.
* Περιφέρεια δακτυλικών αποτυπωμάτων (1400-600 cm⁻⁻): Αυτή η περιοχή χαρακτηρίζεται από σύνθετα πρότυπα κορυφών που είναι μοναδικά για κάθε μόριο. Βοηθά στη διάκριση μεταξύ στενά συνδεδεμένων ενώσεων.
Παραδείγματα ερμηνείας φάσματος IR:
* Μια ισχυρή κορυφή γύρω στα 1700 cm⁻⁻: Υποδεικνύει την παρουσία μιας ομάδας καρβονυλίου (C =O), που συχνά βρίσκεται σε αλδεΰδες, κετόνες και καρβοξυλικά οξέα.
* Ευρεία κορυφή περίπου 3300 cm⁻⁻: Υποδηλώνει την παρουσία ενός δεσμού Ο-Η, που υποδεικνύει αλκοόλ ή καρβοξυλικό οξύ.
* αιχμηρή κορυφή περίπου 2900 cm⁻⁻: Υποδεικνύει δονήσεις C-H τεντών, κοινών σε αλκάνια, αλκένια και αλκύνια.
Συνοπτικά, η φασματοσκοπία IR επιτρέπει στους χημικούς να:
* Προσδιορίστε τις λειτουργικές ομάδες που υπάρχουν σε μια άγνωστη ένωση.
* Διακρίνετε μεταξύ παρόμοιων ενώσεων με βάση τα μοναδικά δονητικά πρότυπα τους.
* Αποκτήστε πληροφορίες για τη δομή και τη συγκόλληση μέσα σε ένα οργανικό μόριο.
Σημείωση: Η φασματοσκοπία IR συνδυάζεται συχνά με άλλες αναλυτικές τεχνικές όπως ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός (NMR) και η φασματομετρία μάζας (MS) για να παρέχουν μια ολοκληρωμένη ανάλυση των οργανικών ενώσεων.
