Kızılötesi ve UV-Görünür Spektroskopisi
Kızılötesi spektroskopisi, fonksiyonel grupları titreşimsel absorpsiyonları aracılığıyla tanımlamaktadır; ultraviyole-görünür spektroskopisi ise konjuge ve elektronik sistemleri inceleyerek, bir organik molekülün işlevselliği hakkında hızlı bir bilgi sağlamaktadır.
Tanım
Kızılötesi spektroskopisi, moleküler bağ titreşimlerinden kaynaklanan absorpsiyonu ölçmektedir; UV-görünür spektroskopisi ise elektronik geçişlerden kaynaklanan absorpsiyonu ölçmektedir. Her iki yöntem de spektral özellikleri fonksiyonel gruplar ve konjugasyon ile ilişkilendirmektedir.
Kapsam
Bu konu, titreşimsel (kızılötesi) absorpsiyonun temelini ve karakteristik grup frekanslarını, parmak izi bölgesini, UV-görünür spektroskopisindeki elektronik geçişleri, konjugasyonun absorpsiyon dalga boyu üzerindeki etkisini ve kromoforları kapsamaktadır.
Temel sorular
- Kızılötesi absorpsiyonlar, karbonil ve hidroksil gibi fonksiyonel grupları nasıl tanımlamaktadır?
- Uzatılmış konjugasyon, UV-görünür absorpsiyonunu neden daha uzun dalga boylarına kaydırmaktadır?
- Bu iki teknik, bir molekül hakkında hangi tamamlayıcı bilgileri sağlamaktadır?
Temel kuramlar
- Titreşimsel (kızılötesi) grup frekansları
- Her bağ tipi, bağ kuvveti ve atomik kütleler tarafından belirlenen karakteristik bir frekansta kızılötesi radyasyonu absorbe etmektedir; bu nedenle spektrum, hangi fonksiyonel grupların mevcut olduğunu ortaya koymaktadır.
- Elektronik geçişler ve konjugasyon
- UV-görünür absorpsiyonu, elektronların moleküler orbitaller arasında yükseltilmesinden kaynaklanmaktadır; konjugasyonun artması, geçiş enerjisini düşürmekte ve absorpsiyonu daha uzun dalga boylarına kaydırmaktadır.
Mekanizmalar
Kızılötesi fotonlar, dipol momenti değiştiren bağların titreşim modlarını uyarmaktadır; ortaya çıkan absorpsiyon bantları, özellikle parmak izi bölgesinin üzerindeki tanısal bölgede, fonksiyonel grupları belirlemektedir. UV-görünür fotonlar, elektronları bağlayıcı veya bağlayıcı olmayan orbitallerden antibağlayıcı orbitallere yükseltmektedir; konjuge bir kromofor uzatıldıkça enerji boşluğu — ve dolayısıyla maksimum absorpsiyon dalga boyu — azalmaktadır.
Klinik önem
Kızılötesi ve UV-görünür spektroskopisi, ilaç maddelerini tanımlamak, nicelendirmek ve saflığı izlemek için rutin olarak kullanılmaktadır; UV-görünür absorpsiyonu, klinik ve farmasötik laboratuvarlardaki birçok kantitatif tahlilin temelini oluşturmaktadır.
Tarihçe
Coblentz'in yirminci yüzyıl başlarındaki kızılötesi absorpsiyon katalogu, titreşim bantları ile kimyasal yapı arasındaki bağlantıyı kurmuştur; ticari spektrometrelerin olgunlaşması ise kızılötesi ve UV-görünür spektroskopisini rutin organik analiz için standart araçlar haline getirmiştir.
Öne çıkan isimler
- William Coblentz
- Arthur Adamson
İlgili konular
Temel eserler
- pavia2015
- silverstein2014
Sıkça sorulan sorular
- Bir IR spektrumunun parmak izi bölgesi nedir?
- Parmak izi bölgesi, kızılötesi spektrumunun daha düşük frekanslı kısmıdır ve burada karmaşık, moleküle özgü titreşim desenleri ortaya çıkmaktadır; bant bant atamak zor olsa da, son derece karakteristik olup iki numunenin aynı bileşik olduğunu doğrulamak için faydalıdır.
- Renkli bir bileşik neden görünür ışığı absorbe etmektedir?
- Bir bileşik, konjuge elektronik sisteminin görünür aralıktaki ışığı absorbe edebilecek kadar küçük bir enerji boşluğuna sahip olması durumunda renkli görünmektedir; iletilen veya yansıyan tamamlayıcı dalga boyları ona rengini vermektedir.