13.2 : IR spektroskopisi: Moleküler Titreşim - Genel Bakış

Kızılötesi (IR) radyasyon kovalent olarak bağlanmış bir molekülden geçtiğinde, bağlar düşük titreşim seviyelerinden yüksek titreşim seviyelerine geçer. Kızılötesi emilime neden olan temel titreşim hareketleri, gerilme veya bükülme titreşimleri olarak sınıflandırılabilir.

Gerilme titreşimleri, bağ çizgisi boyunca meydana gelen ve iki bağlı atom arasındaki bağ uzunluğunu veya mesafeyi değiştiren titreşim hareketleridir. Bunlar ayrıca simetrik veya asimetrik olarak ayırt edilir. Simetrik gerilmede, iki bağın aynı anda titreşimi birlikte uzar ve büzülür. Buna karşılık, asimetrik gerilmede bir bağ bir yönde hareket ederken diğer bir bağ zıt yönde hareket eder.

Gerilmenin aksine, bükülme titreşimleri bağ çizgisi boyunca meydana gelmez; bunun yerine bağ açısını değiştirirler. Bükülme titreşimleri, düzlem içi ve düzlem dışı bükülme olarak ikiye ayrılabilir. Düzlem içi eğilme titreşimleri makaslama (simetrik) ve sallanma (asimetrik) olarak kategorize edilirken, düzlem dışı eğilme bükülme (simetrik) ve sallanma (asimetrik) olarak sınıflandırılır.

Doğrusal olmayan moleküller için, izin verilen temel titreşimlerin toplam sayısı 3n - 6 formülüyle verilir; burada n atom sayısını temsil eder. Buna karşılık, HBr gibi doğrusal moleküller yalnızca 3n - 5 temel titreşime izin verir. HBr için yalnızca bir tür titreşim mümkündür.

IR spektroskopisinde, bağların temel durumdan en düşük enerjili uyarılmış duruma uyarılmasına karşılık gelen frekansa temel emilim frekansı denir. Temel emilim frekanslarının tam katlarına üst tonlar denir. Herhangi bir fiziksel titreşim, bir molekülde üst tonlar üretir. IR aktif olan iki titreşim frekansının füzyonu nedeniyle üretilen banda birleşim bandı denir. Buna karşılık, iki bant arasındaki farktan kaynaklanan banda fark bandı denir. Ayrıca, Fermi rezonansı temel bant ile üst ses veya kombinasyon bandının etkileşimi sonucu oluşan çift titreşimi ifade eder.