อินฟราเรดสเปกโตรสโคปีหรือที่เรียกว่าอินฟราเรดสเปกโตรสโคปีสามารถเปิดเผยโครงสร้างของสารประกอบเคมีพันธะโควาเลนต์เช่นสารประกอบอินทรีย์ ดังนั้น สำหรับนักเรียนและนักวิจัยที่สังเคราะห์สารประกอบเหล่านี้ในห้องปฏิบัติการ จะกลายเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการตรวจสอบผลการทดลอง พันธะเคมีที่แตกต่างกันดูดซับความถี่ที่แตกต่างกันของอินฟราเรด และอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีแสดงการสั่นสะเทือนที่ความถี่เหล่านั้น (แสดงเป็น 'ตัวเลขคลื่น') ขึ้นอยู่กับประเภทของพันธะ
ฟังก์ชัน
อินฟราเรดสเปกโทรสโกปีทำหน้าที่เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์อย่างหนึ่งในกล่องเครื่องมือของนักเคมีเพื่อระบุสารประกอบ มันไม่ได้ให้โครงสร้างที่แน่นอนของสารประกอบ แต่แสดงเอกลักษณ์ของหมู่ฟังก์ชันหรือมอยอิตีในโมเลกุล - ส่วนต่างๆ ขององค์ประกอบของโมเลกุล เนื่องจากเป็นเครื่องมือที่ไม่แน่นอนดังกล่าว IR spectroscopy จึงทำงานได้ดีที่สุดเมื่อใช้ร่วมกับการวิเคราะห์รูปแบบอื่นๆ เช่น การกำหนดจุดหลอมเหลว
ในวิชาเคมีระดับมืออาชีพ IR ส่วนใหญ่ล้าสมัยไปแล้ว แทนที่ด้วยวิธีการที่ให้ข้อมูลมากขึ้น เช่น สเปกโทรสโกปี NMR (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิวเคลียร์) ยังคงใช้งานได้บ่อยในห้องปฏิบัติการของนักเรียน เนื่องจากอินฟราเรดสเปกโทรสโกปียังคงมีประโยชน์ในการระบุ คุณสมบัติที่สำคัญของโมเลกุลที่สังเคราะห์ขึ้นในการทดลองในห้องปฏิบัติการของนักเรียน ตามที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์
วิธี
โดยทั่วไป นักเคมีจะทำการบดตัวอย่างที่เป็นของแข็งด้วยสาร เช่น โพแทสเซียมโบรไมด์ (ซึ่งเป็นไอออนิก สารประกอบไม่ปรากฏในอินฟราเรดสเปกโตรสโคปี) และวางไว้ในอุปกรณ์พิเศษเพื่อให้เซ็นเซอร์ส่องแสง ผ่านมัน บางครั้งเธอหรือเขาผสมตัวอย่างที่เป็นของแข็งกับตัวทำละลาย เช่น น้ำมันแร่ (ซึ่งให้การอ่านค่าที่จำกัดและเป็นที่รู้จักในการพิมพ์ IR) เพื่อใช้วิธีของเหลว ซึ่ง เกี่ยวข้องกับการวางตัวอย่างระหว่างเกลือกดสองแผ่น (NaCl, โซเดียมคลอไรด์) เพื่อให้แสงอินฟราเรดส่องผ่านตามรัฐมิชิแกน มหาวิทยาลัย.
ความสำคัญ
เมื่อ 'แสง' อินฟราเรดหรือการแผ่รังสีกระทบโมเลกุล พันธะในโมเลกุลจะดูดซับพลังงานของอินฟราเรดและตอบสนองด้วยการสั่น โดยทั่วไป นักวิทยาศาสตร์เรียกการสั่นสะเทือนประเภทต่างๆ ว่าการดัด การยืด การโยกหรือการกรรไกร
Michele Sherban-Kline จากมหาวิทยาลัยเยลระบุว่า IR spectrometer มีแหล่งกำเนิด ระบบออปติคัล เครื่องตรวจจับ และแอมพลิฟายเออร์ แหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรด ระบบออปติคัลเคลื่อนรังสีเหล่านี้ไปในทิศทางที่ถูกต้อง ตัวตรวจจับจะสังเกตการเปลี่ยนแปลงของรังสีอินฟราเรด และแอมพลิฟายเออร์จะปรับปรุงสัญญาณของตัวตรวจจับ
ประเภท
บางครั้งสเปกโตรมิเตอร์ใช้ลำแสงอินฟราเรดเดี่ยวแล้วแยกออกเป็นองค์ประกอบความยาวคลื่น การออกแบบอื่นๆ ใช้คานแยกกันสองอัน และใช้ความแตกต่างระหว่างคานเหล่านั้นหลังจากที่อันหนึ่งผ่านตัวอย่างแล้วเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับตัวอย่าง Michele Sherban-Kline จากมหาวิทยาลัยเยลกล่าวว่าเครื่องสเปกโตรมิเตอร์แบบเก่าขยายสัญญาณแบบออปติคัล และสเปกโตรมิเตอร์สมัยใหม่ใช้การขยายสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน
บัตรประจำตัว
IR spectroscopy ระบุโมเลกุลตามกลุ่มฟังก์ชัน นักเคมีที่ใช้อินฟราเรดสเปกโตรสโคปีสามารถใช้ตารางหรือแผนภูมิเพื่อระบุกลุ่มเหล่านี้ กลุ่มหน้าที่แต่ละกลุ่มมี 'หมายเลขคลื่น' ที่แตกต่างกัน โดยแสดงเป็นหน่วยเซนติเมตรผกผัน และมีลักษณะทั่วไป—ตัวอย่างเช่น ระยะยืดของ กลุ่ม OH เช่นน้ำหรือแอลกอฮอล์ตรงบริเวณยอดเขาที่กว้างมากโดยมีคลื่นใกล้ 3500 ตามข้อมูลของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมิชิแกน ถ้าสารประกอบที่สังเคราะห์ไม่มีหมู่แอลกอฮอล์ใดๆ (หรือที่เรียกว่าหมู่ไฮดรอกซิล) นี่ จุดสูงสุดสามารถบ่งชี้ว่ามีน้ำอยู่ในตัวอย่างโดยไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดทั่วไปของนักเรียนใน ห้องปฏิบัติการ.