Infrared absorption sepctroscopy (FT-IR)

The term "infra red" covers the range of the electromagnetic spectrum between 0.78 and 1000 mm. In the context of infra red spectroscopy, wavelength is measured in "wavenumbers", which have the units cm-1. wavenumber = 1 / wavelength in centimeters

انواع ارتعاشات یک ملکول با توجه به عوامل زیر تعیین می شوند: تعداد اتم ها نوع اتم ها پیوند بین اتم ها اسپکتروسکوپی جذبی IR ابزاری است قدرتمند برای شناسایی مواد آلی و معدنی

Wavenumber range (cm-1) نواحی طیفی IR Region Wavelength range (mm) Wavenumber range (cm-1) Near 0.78 - 2.5 12800 - 4000 Middle 2.5 - 50 4000 - 200 Far 50 -1000 200 - 10 The most useful IR region lies between 4000 – 670 cm-1.

Beer & Lambert P0 P

ویژگی های روش طیف سنجی IR تشعشعات زیر قرمز انرژی کافی برای انتقالات الکترونی را ندارند. برای اینکه یک ملکول بتواند تشعشعات IR را جذب کند باید در ضمن ارتعاش (یا چرخش) ممان دوقطبی آن تغییر کند. اگر فرکانس یک تشعشع الکترومغناطیسی برابر فرکانس ارتعاش یک مولکول باشد، انتقال انرژی رخ می دهد که منجر به جذب تشعشع توسط مولکول می گردد.

انواع ارتعاشات مولکولی ارتعاشات کششی باعث ایجاد تغییرات پیوسته در فواصل بین اتمی در طول محور پیوند اتمی می گردد. ارتعاشات خمشی باعث تغییر در زاویه بین پیوندها می گردد. انواع آن عبارتند از: Scissoring Rocking Wagging Twisting خمشی در صفحه خمشی خارج از صفحه

Symmetrical stretching Antisymmetrical stretching Scissoring Rocking Wagging Twisting

تعداد ارتعاشات مولکولهای خطی: تعداد ارتعاشات ممکن از قانون زیر پیروی می کند که در آن N تعداد اتم های موجود در مولکول است. 3N – 5 مولکولهای چند اتمی غیر خطی: تعداد ارتعاشات ممکن از قانون زیر پیروی می کند: 3N – 6

نوسانگر هارمونیک مدلی است که بر اساس آن ارتعاشات کششی اتمها نیز توجیه می شود. ارتعاش یک وزنه که به یک فنر آویزان بوده و از یک سمت حرکت آن مهار شده از قانون زیر( Huck’s Law) پیروی می کند.

فرکانس ارتعاش

شیوه های ارتعاشی فعال و غیر فعال در IR

منبع تابش نمونه منوکروماتور دتکتور ثبات

منابع IR Near IR Far IR Mid IR Tungsten Filament Lamp: 4,000-12,800 cm-1 Far IR Mercury discharge lamp Mid IR Inert solid electrically heated to 1500-2200K Nernst Glower Rare earth oxides Globar Source Silicon carbide rod Infrared lasers

دتکتورهای IR 1) آشکارسازهای حرارتی ترموکوپل ها بولومترها پیروالکتریک سلولهای گولی 2) آشکارسازهای فوتونی فتوولتایی فتورساناها فتومولتی پلایرها نورسنجهای پاشنده نورسنج های غیرپاشنده (تبدیل فوریه)

ترموکوپل ها بر طبق اثر پلتیر ساخته شده اند. hʋ مرجع گرم مرجع سرد E1 E2 مرجع گرم مرجع سرد ΔE = E1 - E2 Ag Pt Pt

دتکتورگولی

سيستم نمونه گيري و نمونه گذاري در طيف بيني IR هر سه شكل جامد ، مايع و گاز كاربرد دارد سلول محتوي نمونه بايد در ناحيه IR جذب نداشته باشد (KBr , NaBr)

سل IR - مخصوص جامدات شفاف

سل IR - مخصوص مایعات

سل IR - مخصوص مایعات

سل IR - مخصوص مایعات

سل IR - مخصوص مایعات

Light Path (shown by red line)

سل ATR

طيف سنج هاي زير قرمز پاشنده

طيف سنج‌ هاي زير قرمز تبديل فوريه (FT-IR) منبع تابش تداخل سنج نمونه دتکتور کامپیوتر ثبات

طیف های قلمرو زمان و فرکانس

تداخل سنج مایکلسون

Advantages of Fourier transform Improved frequency resolution Improved frequency reproducibility (older dispersive instruments must be recalibrated for each session of use) Higher energy throughput Faster operation Computer based (allowing storage of spectra and facilities for processing spectra) Easily adapted for remote use (such as diverting the beam to pass through an external cell and detector, as in GC - FT-IR)