इन्फ्रारेड और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी
इन्फ्रारेड और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी कार्यात्मक समूहों की पहचान करने और रासायनिक संरचना को चिह्नित करने के लिए आणविक कंपन की जांच करती है।
Definition
इन्फ्रारेड और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी कंपन स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधियाँ हैं जो क्रमशः इन्फ्रारेड अवशोषण और अप्रत्यास्थ प्रकाश प्रकीर्णन के माध्यम से मापी गई उनके बंधन कंपन की ऊर्जा से अणुओं को चिह्नित करती हैं।
Scope
यह विषय दो पूरक कंपन तकनीकों को शामिल करता है: इन्फ्रारेड अवशोषण—जो आज अटेंन्यूटेड टोटल रिफ्लेक्टेंस जैसे सैंपलिंग मोड का उपयोग करने वाले फूरियर-ट्रांसफॉर्म उपकरणों द्वारा प्रमुख है—और रमन स्कैटरिंग। यह उन चयन नियमों पर विचार करता है जो निर्धारित करते हैं कि कौन से कंपन इन्फ्रारेड- या रमन-सक्रिय हैं, इंटरफेरोमीटर और डिटेक्टर प्रौद्योगिकियां, और गुणात्मक पहचान के लिए कंपन फिंगरप्रिंट का उपयोग और, तेजी से, मात्रात्मक विश्लेषण।
Core questions
- कौन से आणविक कंपन इन्फ्रारेड-सक्रिय बनाम रमन-सक्रिय हैं, और क्यों?
- फूरियर-ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमेट्री अपनी गति और संवेदनशीलता के फायदे कैसे प्राप्त करती है?
- यौगिकों की पहचान और उन्हें अलग करने के लिए फिंगरप्रिंट क्षेत्र का उपयोग कैसे किया जाता है?
- इन्फ्रारेड और रमन कब अतिरेक के बजाय पूरक होते हैं?
Key theories
- कंपन चयन नियम
- एक कंपन इन्फ्रारेड विकिरण को तभी अवशोषित करता है जब वह आणविक द्विध्रुवीय क्षण को बदलता है, जबकि यह रमन विकिरण को तभी बिखेरता है जब वह ध्रुवीकरण को बदलता है; यह पूरकता का अर्थ है कि इन्फ्रारेड में कमजोर सममित कंपन अक्सर रमन में मजबूत होते हैं, और इसके विपरीत।
- रमन स्कैटरिंग
- एक अणु द्वारा बिखरे हुए प्रकाश का एक छोटा सा अंश एक कंपन क्वांटम की मात्रा से ऊर्जा में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे स्टोक्स और एंटी-स्टोक्स लाइनें उत्पन्न होती हैं जिनकी शिफ्ट उत्तेजना तरंग दैर्ध्य से स्वतंत्र कंपन मोड की पहचान करती हैं।
Mechanisms
इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी में, ब्रॉडबैंड विकिरण एक नमूने से होकर गुजरता है या उससे परावर्तित होता है और जो कंपन द्विध्रुवीय क्षण को संशोधित करते हैं, वे अपनी विशिष्ट आवृत्तियों पर अवशोषित होते हैं; एक फूरियर-ट्रांसफॉर्म उपकरण एक इंटरफेरोमीटर के माध्यम से सभी आवृत्तियों को एक साथ एन्कोड करता है और गणितीय रूप से स्पेक्ट्रम को पुनर्प्राप्त करता है। रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी में, एक मोनोक्रोमैटिक लेजर नमूने को प्रकाशित करता है और छोटा अप्रत्यास्थ रूप से बिखरा हुआ अंश फैलाया और पता लगाया जाता है, इसकी आवृत्ति शिफ्ट समान कंपन मोड की रिपोर्ट करती है।
Clinical relevance
कंपन स्पेक्ट्रोस्कोपी का व्यापक रूप से सामग्री और बहुलक पहचान, फार्मास्युटिकल कच्चे माल के सत्यापन और पॉलीमॉर्फ स्क्रीनिंग, फोरेंसिक ट्रेस विश्लेषण और प्रक्रिया निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें बहुत कम या कोई नमूना तैयारी की आवश्यकता नहीं होती है।
History
इन्फ्रारेड अवशोषण का उपयोग 20वीं सदी की शुरुआत से विश्लेषणात्मक रूप से किया गया था, जिसमें 1960 के दशक के बाद फूरियर-ट्रांसफॉर्म उपकरण प्रमुख हो गए थे, जो तेज कंप्यूटिंग और मल्टीप्लेक्स लाभ के कारण था। रमन प्रभाव की रिपोर्ट सी. वी. रमन और के. एस. कृष्णन ने 1928 में की थी, और लेजर स्रोतों ने बाद में रमन स्कैटरिंग को एक व्यावहारिक विश्लेषणात्मक उपकरण में बदल दिया।
Key figures
- C. V. Raman
- K. S. Krishnan
- Peter Fellgett
Related topics
Seminal works
- raman1928
- skoog2017
- harris2020
Frequently asked questions
- इन्फ्रारेड और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी को पूरक क्यों माना जाता है?
- वे विभिन्न चयन नियमों का पालन करते हैं: इन्फ्रारेड उन कंपनों का पता लगाता है जो द्विध्रुवीय क्षण को बदलते हैं, रमन उन कंपनों का पता लगाता है जो ध्रुवीकरण को बदलते हैं, इसलिए एक तकनीक में कमजोर कंपन अक्सर दूसरी में मजबूत होता है, और साथ में वे एक पूर्ण कंपन चित्र देते हैं।
- फैलाव वाले उपकरणों की तुलना में फूरियर-ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड का क्या फायदा है?
- एक इंटरफेरोमीटर एक बार में सभी आवृत्तियों को मापता है बजाय उन्हें एक-एक करके स्कैन करने के, जिससे तेजी से अधिग्रहण, उच्च थ्रूपुट और बेहतर सिग्नल-टू-शोर मिलता है—मल्टीप्लेक्स और थ्रूपुट के फायदे।