घूर्णी और कंपन स्पेक्ट्रा
माइक्रोवेव में घूर्णी स्पेक्ट्रा और इन्फ्रारेड में कंपन-घूर्णी स्पेक्ट्रा एक अणु के नाभिकीय-गति स्तरों के बीच संक्रमण से उत्पन्न होते हैं और इसकी आबंध लंबाई और बल स्थिरांक को प्रकट करते हैं।
Definition
घूर्णी और कंपन स्पेक्ट्रा एक अणु के घूर्णी स्तरों (माइक्रोवेव क्षेत्र) या कंपन-घूर्णी स्तरों (इन्फ्रारेड क्षेत्र) के बीच संक्रमण द्वारा उत्पन्न अवशोषण या उत्सर्जन स्पेक्ट्रा हैं, जो तब अनुमत होते हैं जब संक्रमण अणु के विद्युत द्विध्रुवीय आघूर्ण को बदलता है।
Scope
यह विषय माइक्रोवेव क्षेत्र में शुद्ध घूर्णी स्पेक्ट्रोस्कोपी और इन्फ्रारेड में घूर्णी-कंपन स्पेक्ट्रोस्कोपी को शामिल करता है: चयन नियम जिनके लिए बदलते द्विध्रुवीय आघूर्ण की आवश्यकता होती है, समान दूरी वाली घूर्णी रेखाएँ, कंपन-घूर्णी बैंड की P, Q, और R शाखाएँ, और रेखा स्थितियों से घूर्णी स्थिरांक, आबंध लंबाई और कंपन आवृत्तियों का निष्कर्षण। यह द्विपरमाणुक और सरल बहुपरमाणुक अणुओं दोनों का उपचार करता है।
Core questions
- शुद्ध घूर्णी और कंपन-घूर्णी संक्रमणों को कौन से चयन नियम नियंत्रित करते हैं?
- माइक्रोवेव क्षेत्र में घूर्णी रेखाएँ लगभग समान दूरी पर क्यों दिखाई देती हैं?
- इन्फ्रारेड बैंड की P, Q, और R शाखाएँ क्या हैं?
- इन स्पेक्ट्रा से आबंध लंबाई और बल स्थिरांक कैसे प्राप्त किए जाते हैं?
Key concepts
- स्थायी द्विध्रुवीय और इन्फ्रारेड गतिविधि
- घूर्णी चयन नियम ΔJ = ±1
- घूर्णी स्थिरांक और जड़त्व आघूर्ण
- P, Q, और R शाखाएँ
- कंपन मौलिक और अधिस्वर
- आबंध लंबाई और बल स्थिरांक का निर्धारण
Key theories
- शुद्ध घूर्णी स्पेक्ट्रा
- स्थायी द्विध्रुवीय आघूर्ण वाला एक अणु ΔJ = ±1 संक्रमणों में माइक्रोवेव को अवशोषित करता है, जिससे लगभग समान दूरी वाली रेखाओं की एक श्रृंखला उत्पन्न होती है, जिसकी दूरी घूर्णी स्थिरांक और इस प्रकार जड़त्व आघूर्ण और आबंध लंबाई देती है।
- कंपन-घूर्णी बैंड
- एक इन्फ्रारेड-सक्रिय कंपन, एक साथ घूर्णी परिवर्तनों के साथ मिलकर, P (ΔJ = −1) और R (ΔJ = +1) शाखाओं, और कभी-कभी एक Q शाखा (ΔJ = 0) के साथ एक बैंड उत्पन्न करता है, जिससे कंपन आवृत्ति और घूर्णी स्थिरांक निर्धारित होते हैं।
Clinical relevance
इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी रसायन विज्ञान में कार्यात्मक समूहों की पहचान करने और प्रतिक्रियाओं की निगरानी के लिए एक मानक उपकरण है, माइक्रोवेव स्पेक्ट्रोस्कोपी सबसे सटीक गैस-चरण आणविक संरचनाएँ प्रदान करती है, और दोनों वायुमंडलीय और खगोलीय-रासायनिक दूर संवेदन में ग्रीनहाउस और ट्रेस गैसों का पता लगाने और उन्हें मापने के लिए केंद्रीय हैं।
History
इन्फ्रारेड बैंड स्पेक्ट्रा उन्नीसवीं शताब्दी में मापे गए थे, लेकिन 1920 के दशक के अंत में क्वांटम यांत्रिकी द्वारा घूर्णी और कंपन स्तर योजना प्रदान करने के बाद ही उन्हें समझा गया। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान और बाद में माइक्रोवेव तकनीकों के विकास ने शुद्ध घूर्णी स्पेक्ट्रोस्कोपी को आणविक ज्यामिति निर्धारित करने के लिए सबसे सटीक विधि में बदल दिया।
Key figures
- Gerhard Herzberg
- Harald Bethe
- David Dennison
Related topics
Seminal works
- herzberg1950
- hollas2004
Frequently asked questions
- N₂ जैसे समनाभिकीय द्विपरमाणुक में इन्फ्रारेड या माइक्रोवेव स्पेक्ट्रम क्यों नहीं होता है?
- N₂ में कोई स्थायी द्विध्रुवीय आघूर्ण नहीं होता है, और इसका सममित खिंचाव एक उत्पन्न नहीं करता है, इसलिए न तो इसका घूर्णन और न ही इसका कंपन द्विध्रुवीय तंत्र के माध्यम से प्रकाश के साथ परस्पर क्रिया कर सकता है। हालांकि, यह रमन प्रकीर्णन द्वारा पता लगाने योग्य है।
- घूर्णी रेखाओं की दूरी आपको क्या बताती है?
- रेखाएँ घूर्णी स्थिरांक के दोगुने से अलग होती हैं, जो जड़त्व आघूर्ण के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इसलिए दूरी को मापने से जड़त्व आघूर्ण और, एक द्विपरमाणुक अणु के लिए, सीधे आबंध लंबाई प्राप्त होती है।