Инфрачервената спектроскопия, известна също като IR спектроскопия, може да разкрие структурите на ковалентно свързани химични съединения като органични съединения. Като такъв, за студенти и изследователи, които синтезират тези съединения в лабораторията, той се превръща в полезен инструмент за проверка на резултатите от експеримент. Различните химически връзки абсорбират различни честоти на инфрачервената светлина, а инфрачервената спектроскопия показва вибрации на тези честоти (показвани като „вълнови числа“) в зависимост от вида на връзката.
Функция
Инфрачервената спектроскопия служи като един полезен инструмент в инструментариума на химика за идентифициране на съединения. Той не дава точната структура на съединение, а по-скоро показва идентичността на функционалните групи или части в молекулата - различните сегменти от състава на молекулата. Като такъв неточен инструмент, IR спектроскопията работи най-добре, когато се използва заедно с други форми на анализ като определяне на точката на топене.
В професионалната химия IR до голяма степен излезе от мода, заменен от по-информативни методи като ЯМР (ядрено-магнитен резонанс) спектроскопия. Той все още се радва на честа употреба в студентски лаборатории, тъй като ИЧ спектроскопията остава полезна при идентифицирането важни характеристики на молекулите, синтезирани в експерименти на студентска лаборатория, според университета в Колорадо Боулдър.
Метод
Обикновено химикът смила твърда проба с вещество като калиев бромид (което като йонен съединение, не се показва в ИЧ спектроскопия) и го поставя в специално устройство, за да позволи сензорът да блести през него. Понякога тя или той смесва твърди проби с разтворители като минерално масло (което дава ограничен, известен прочит в IR разпечатката), за да използва течния метод, който включва поставяне на проба между две плочи с пресована сол (NaCl, натриев хлорид), за да може инфрачервената светлина да прониква, според Мичиган Университет.
Значимост
Когато инфрачервената „светлина“ или радиация удрят молекула, връзките в молекулата поглъщат енергията на инфрачервената светлина и реагират чрез вибрация. Обикновено учените наричат различните видове вибрации огъване, разтягане, люлеене или ножица.
Според Микеле Шербан-Клайн от университета в Йейл, ИЧ спектрометърът има източник, оптична система, детектор и усилвател. Източникът излъчва инфрачервени лъчи; оптичната система движи тези лъчи в правилната посока; детекторът наблюдава промени в инфрачервеното лъчение и усилвателят подобрява сигнала на детектора.
Видове
Понякога спектрометрите използват единични инфрачервени лъчи и след това ги разделят на дължини на вълните на компонентите; други дизайни използват два отделни лъча и използват разликата между тези лъчи, след като единият е преминал през пробата, за да даде информация за пробата. Старомодните спектрометри усилват оптически сигнала, а съвременните спектрометри използват електронно усилване за същата цел, според Микеле Шербан-Клайн от университета в Йейл.
Идентификация
IR спектроскопията идентифицира молекули въз основа на техните функционални групи. Химикът, използващ IR спектроскопия, може да използва таблица или диаграма, за да идентифицира тези групи. Всяка функционална група има различно „число на вълната“, изброено в обратни сантиметри, и типичен външен вид - например участък от Групата O-H, като тази на водата или алкохола, заема много широк връх с вълново число близо 3500, според Мичиганския държавен университет. Ако синтезираното съединение не съдържа никакви алкохолни групи (известни също като хидроксилни групи), това връх може да показва неволно присъствие на вода в пробата, често срещана грешка на ученика в лаборатория.