13.5 : Spettro infrarosso

Quando la radiazione infrarossa (o IR) attraversa una molecola, i legami si allungano o si piegano assorbendo la radiazione. Questo assorbimento crea lo spettro di assorbimento della molecola, che è il grafico della sua percentuale di trasmittanza rispetto al numero d'onda.

La trasmittanza viene definita come: il rapporto tra la potenza radiante che attraversa un campione e quella della sorgente della radiazione. Moltiplicando la trasmittanza per 100 si ottiene la percentuale di trasmittanza (%T), che varia tra il 100% (nessun assorbimento) e lo 0% (assorbimento completo). Quando l’IR attraversa una molecola, il 100% di trasmittanza indica che la molecola non ha assorbito energia. Al contrario, valori di percentuale di trasmittanza inferiori suggeriscono che la molecola ha assorbito energia, consentendoci così di ottenere lo spettro IR. Ogni picco rivolto verso il basso nello spettro è chiamato banda di assorbimento. Di solito, la posizione della banda di assorbimento nello spettro IR viene riportata usando i valori di numero d'onda o frequenza. Nello spettro IR, i valori del numero d'onda vanno dai 400 ai 4000 cm^-1.

Nello spettro IR, i segnali sul lato sinistro corrispondono a radiazioni aventi alta energia e frequenza più elevate, mentre quelli sul lato destro indicano radiazioni aventi bassa energia e bassa frequenza. In base alla forma e all'intensità, questi segnali sono classificati come forti, medi, deboli, ampi o acuti. Lo spettro IR può essere suddiviso in due regioni principali. La regione del gruppo funzionale o regione diagnostica è la porzione sinistra dei due terzi dello spettro. Le bande di assorbimento corrispondenti alla maggior parte dei gruppi funzionali possono essere osservate in quest'area. Il lato destro dello spettro viene denominato regione dell'impronta digitale. Simile all'impronta digitale degli individui, questa regione è unica per ogni composto. La regione diagnostica di uno spettro infrarosso è dominata dalle vibrazioni di allungamento del legame, mentre la regione dell'impronta digitale è caratterizzata da vibrazioni più complesse come l’oscillazione, la piegatura e la torsione del legame. Sebbene i due composti possano contenere lo stesso gruppo funzionale, mostreranno un modello unico nella regione dell'impronta digitale a causa delle differenze nel loro ambiente chimico.