طيف سنجي مادون قرمز

 مي توان گفت كه تقريباً تمامي تركيباتي كه پيوند كووالانسي دارند، چه اين مواد آلي باشند يا معدني، فركانس هاي متفاوتي از اشعه ي الكترومغناطيس را در ناحيه ي مادون قرمز طيف جذب مي كنند.

 { با طول موج تقريي  m ) 400nm – 800 nm ) }

در شكل فوق ديده مي شود كه طول موج  رابطه ي عكس با فركانس دارد. همان گونه كه مشاهده مي شود ، انرژي رابطه مستقيمي با فركانس دارد: E = h v ، كه h ثابت پلانك است.

با استفاده از فرمول اخير مي توان مشاهده كرد كه ناحيه ي اشعه x داراي بالاترين انرژي در طيف بود و اين انرژي آن قدر زياد است كه قادر به شكستن اتصال در مولكول خواهد بود.

 در انتهاي ديگر طيف الكترومغناطيس، فركانس هاي راديويي انرژي بسيار اندكي دارند.

 نواحي مختلف طيف و انواع انتقالات انرژي در جدول زير خلاصه شده است. چندين ناحيه از جمله مادون قرمز، اطلاعات بسيار مهمي را در مورد مولكول هاي آلي در اختيار مي نهند. 

بسياري از شيميدانان از واحد عدد موجي ( ميانگين رزونانس ) در ناحيه ي مادون قرمز طيف الكترومغناطيس استفاده مي كنند . عدد موجي بر حسب cm ^-1 بيان شده است. 

مزيت اين واحد آن است كه رابطه ي مستقيمي با انرژي دارد ( عدد موجي بيشتر نشانگر انرژي بيشتر است ) ، بنابراين، با استفاده از اين واحد ، ناحيه ي ارتعاشي مادون قرمز بخشي بين 4000 تا  cm -1 400 را در بر خواهد گرفت. مي توان به كمك روابط زير طول موج ( µM يا µ ) و عدد موجي ( cm ^-1 ) را به يكديگر تبديل كرد.

 فرآيند جذب مادون قرمز

مانند انواع ديگر جذب انرژي، موقعي كه مولكول ها اشعه ي مادون قرمز را جذب مي كنند، به حالت انرژِي بالاتر بر انگيخته مي گردند. جذب تابش مادون قرمز مانند هر فرآيند جذب ديگر، يك فرآيند كوانتايي است؛ بدين صورت كه فقط فركانس هاي ( انرژي هاي ) مشخصي از تابش مادون قرمز توسط مولكول جذب مي گردد.

جذب تابش مادون قرمز با تغيير انرژي بين kj mole^-1   40 – 8  همراه است.

تابشي كه داراي چنين انرژي باشد، فركانس هاي ارتعاشي كششي و خمشي پيوندهاي كووالانسي اكثر مولكول ها را شامل مي گردد .

 در فرآيند جذب، فركانس هايي از اشعه ي مادون قرمز كه با فركانس هاي ارتعاشي طبيعي مولكول مورد نظر تطبيق كند جذب خواهد شد و انرژي جذب شده براي افزايش دامنه حركت ارتعاشي اتصال موجود در مولكول به كار گرفته مي شود.

 بايد توجه داشت كه تمام پيوندهاي موجود در مولكول قادر به جذب انرژي مادون قرمز نيستند، حتي اگر فركانس اشعه كاملاً با فركانس حركت تطبيق كند.

فقط آن پيوندهايي كه داراي گشتاور دو قطبي هستند قادر به جذب اشعه ي مادون قرمز خواهند بود. پيوندهاي متقارن، مثل پيوند موجود در CL₂  و H₂ ، اشعه ي مادون قرمز را جذب نمي كنند.

يك پيوند بايد خصلت يك دو قطبي الكتريكي را از خود بروز دهد كه اين دو قطبي با همان فركانس اشعه ي ورودي متغير بوده تا انتقال انرژي صورت پذيرد. بنابراين، پيوندهاي متقارن در مادون قرمز جذب نمي دهند . اكثر پيوندهايي كه چنين پديده اي را دارند.