Spektroskopi Inframerah dan UV-Visibel

Spektroskopi inframerah mengidentifikasi gugus fungsional melalui serapan vibrasinya, sementara spektroskopi ultraviolet-visibel menyelidiki sistem terkonjugasi dan elektronik, yang bersama-sama memberikan pembacaan cepat tentang fungsionalitas molekul organik.

Definition

Spektroskopi inframerah mengukur serapan yang timbul dari vibrasi ikatan molekuler, dan spektroskopi UV-visibel mengukur serapan dari transisi elektronik; keduanya mengaitkan fitur spektral dengan gugus fungsional dan konjugasi.

Scope

Topik ini mencakup dasar serapan vibrasi (inframerah) dan frekuensi gugus karakteristik, daerah sidik jari, transisi elektronik dalam spektroskopi UV-visibel, efek konjugasi pada panjang gelombang serapan, dan kromofor.

Core questions

• Bagaimana serapan inframerah mengidentifikasi gugus fungsional seperti karbonil dan hidroksil?
• Mengapa konjugasi yang diperpanjang menggeser serapan UV-visibel ke panjang gelombang yang lebih panjang?
• Informasi pelengkap apa yang diberikan kedua teknik ini tentang suatu molekul?

Key theories

Frekuensi gugus vibrasi (inframerah)

Setiap jenis ikatan menyerap radiasi inframerah pada frekuensi karakteristik yang ditentukan oleh kekuatan ikatan dan massa atom, sehingga spektrum mengungkapkan gugus fungsional apa yang ada.

Transisi elektronik dan konjugasi

Serapan UV-visibel timbul dari promosi elektron antar orbital molekuler; peningkatan konjugasi menurunkan energi transisi dan menggeser serapan ke arah panjang gelombang yang lebih panjang.

Mechanisms

Foton inframerah mengeksitasi mode vibrasi ikatan yang mengubah momen dipol; pita serapan yang dihasilkan, terutama di daerah diagnostik di atas sidik jari, menunjukkan gugus fungsional. Foton UV-visibel mempromosikan elektron dari orbital ikatan atau non-ikatan ke orbital anti-ikatan, dengan celah energi — dan karenanya panjang gelombang serapan maksimum — menurun seiring dengan diperpanjangnya kromofor terkonjugasi.

Clinical relevance

Spektroskopi inframerah dan UV-visibel rutin digunakan untuk mengidentifikasi dan mengukur zat obat serta untuk memantau kemurnian; absorbansi UV-visibel mendasari banyak uji kuantitatif di laboratorium klinis dan farmasi.

History

Katalog serapan inframerah Coblentz pada awal abad ke-20 menetapkan hubungan antara pita vibrasi dan struktur kimia, dan kematangan spektrometer komersial menjadikan spektroskopi inframerah dan UV-visibel sebagai alat standar untuk analisis organik rutin.

Key figures

• William Coblentz
• Arthur Adamson

Seminal works

• pavia2015
• silverstein2014

Frequently asked questions

Apa itu daerah sidik jari dari spektrum IR?

Daerah sidik jari adalah bagian frekuensi rendah dari spektrum inframerah di mana pola vibrasi yang kompleks dan spesifik molekul muncul; meskipun sulit untuk menetapkan pita demi pita, ia sangat karakteristik dan berguna untuk mengkonfirmasi bahwa dua sampel adalah senyawa yang sama.

Mengapa senyawa berwarna menyerap cahaya tampak?

Suatu senyawa tampak berwarna ketika sistem elektronik terkonjugasinya memiliki celah energi yang cukup kecil untuk menyerap cahaya dalam rentang tampak; panjang gelombang komplementer yang ditransmisikan atau dipantulkan memberinya warna.