13.1 : Kızılötesi (IR) Spektroskopisi: Genel Bakış

Elektromanyetik radyasyon bir malzemeden geçtiğinde, atomlar veya moleküller iki durum arasındaki enerji farkına karşılık gelen radyasyonu emerek daha düşük bir enerji durumundan daha yüksek bir enerji durumuna geçerler. Kızılötesi (IR) radyasyonun emilimi, bir moleküldeki titreşimsel enerji seviyeleri arasında geçişlere neden olur. Bu nedenle, IR spektroskopisi moleküllerin moleküler yapısını belirlemek için yararlı bir analitik araçtır.

Farklı bileşikler, fonksiyonel grupları nedeniyle benzersiz özellikler gösterir ve bu da mevcut fonksiyonel grupları belirlemek için IR spektroskopisinin kullanılmasına olanak tanır. Titreşimsel IR spektroskopisi 2,5 ila 25 µm dalga boyu aralığında gerçekleştirilir. Bir molekül, IR radyasyonunu emerken titreşim sırasında dipol momentinde bir değişiklik gösteriyorsa IR aktif olarak kabul edilir. Bir molekülün IR radyasyonunu etkili bir şekilde emmesi için, titreşimlerinin dipol momentlerini dalgalandırması ve IR ışığının elektromanyetik alanıyla etkileşime girmesine izin vermesi gerekir.

Farklı fonksiyonel gruplar, IR radyasyonunu farklı frekanslarda emdiğinden, IR spektrumu her molekül için "parmak izine" benzer. IR spektroskopisi, öncelikle organik ve inorganik bileşiklerdeki fonksiyonel grupları, titreşim frekanslarını bilinen bileşiklerle karşılaştırarak tanımlamak için nitel analizde kullanılır. Ek olarak, absorbansın konsantrasyona orantılı olduğu Beer-Lambert yasasını uygulayarak bir maddenin konsantrasyonunu belirleyebilir.