Спектроскопические методы анализа

Инфракра́сная спектроскопи́я (колебательная спектроскопия, средняя
инфракрасная спектроскопия, ИК-спектроскопия, ИКС) — раздел спектроскопии, изучающий взаимодействие инфракрасного излучения с веществом.
При пропускании инфракрасного излучения через вещество происходит возбуждение колебательных движений молекул или их отдельных фрагментов.
При этом наблюдается ослабление интенсивности света, прошедшего через образец.
См-1

Cимметричное антисимметричное
Валентные колебания
Деформационные колебания
внеплоскостные колебания
плоскостные колебания
ножничное
маятниковое
веерное
крутильное
Виды
колебаний
молекул

Электронно-колебательно-вращательные переходы в двухатомной молекуле
Гармони́ческий осцилля́тор (в классической механике) — система, которая при смещении
из положения равновесия испытывает действие возвращающей силы F, пропорциональной смещению x
К – силовая постоянная связи
µ - приведенная масса

В ИК–спектроскопии спектр поглощения (или пропускания) представляют в
координатах оптическая плотность (или интенсивность пропускания) - волновое число.
Уильям Кобленц

Дипольный момент – изменение дипольного момента
Область колебания молекулярного скелета С-С
Область колебания функциональных групп, в частности кратных связей

По принципу получения спектра приборы для ИК-области можно разделить на
две основные группы: диспергирующие и недиспергирующие
Основные части классического спектрофотометра - источник непрерывного теплового излучения, монохроматор, неселективный приемник излучения. Кювета с веществом (в любом агрегатном состоянии) помещается перед входной (иногда за выходной) щелью. В качестве диспергирующего устройства монохроматора применяют призмы из различных материалов (LiF, NaCl, KCl, CsF и др.) и дифракции решетки. Последовательное выведение излучения различных длин волн на выходную щель и приемник излучения (сканирование) осуществляется поворотом призмы или решетки.
Недостатки: невозможность регистрации слабых сигналов из-за малого отношения сигнал: шум, что сильно затрудняет работу в далекой ИК-области; сравнительно невысокая разрешающая способность длительная (в течение минут) регистрация спектров.
В фурье-спектрометрах отсутствуют входная и выходная щели, а основной элемент - интерферометр. Поток излучения от источника делится на два луча, которые проходят через образец и интерферируют. Разность хода лучей варьируется подвижным зеркалом, отражающим один из пучков. Первоначальный сигнал зависит от энергии источника излучения и от поглощения образца и имеет вид суммы большого числа гармоничных составляющих. Для получения спектра в обычной форме производится соответствующее
фурье-преобразование с помощью встроенной ЭВМ.
Достоинства: высокое отношение сигнал: шум, возможность работы в широком диапазоне длин волн без смены диспергирующего элемента, быстрая (за секунды и доли секунд) регистрация спектра, высокая разрешающая способность (до 0,001 см-1) Недостатки: сложность изготовления и высокая стоимость.