13.1 : ספקטרוסקופיית קרינה תת-אדומה (IR) : סקירה

כאשר קרינה אלקטרומגנטית עוברת דרך חומר, אטומים או מולקולות עוברים ממצב אנרגיה נמוך למצב אנרגיה גבוה יותר על ידי ספיגת קרינה התואמת את ההבדל האנרגטי בין שני המצבים. ספיגת קרינה תת-אדומה (IR) גורמת למעברים בין רמות אנרגיה רטטית במולקולה. לפיכך, ספקטרוסקופיית IR היא כלי אנליטי שימושי לקביעת מבנה המולקולה.

תרכובות שונות מציגות תכונות ייחודיות בשל הקבוצות הפונקציונליות שלהן, מה שמאפשר שימוש בספקטרוסקופיית IR לזיהוי הקבוצות הפונקציונליות הנמצאות בתרכובת. ספקטרוסקופיית IR רטטית מתבצעת בטווח אורכי גל של 2.5 עד 25 מיקרומטר. מולקולה נחשבת כפעילה ב-IR אם במהלך הרטט שלה מתרחש שינוי במומנט הדיפול שלה כאשר היא סופגת קרינת IR. כדי שמולקולה תוכל לספוג קרינת IR ביעילות, הרטט שלה חייב ליצור תנודות במומנט הדיפול שלה, דבר המאפשר לה לקיים אינטראקציה עם השדה האלקטרומגנטי של קרינת ה-IR.

מכיוון שקבוצות פונקציונליות שונות סופגות קרינת IR בתדירויות משתנות, ספקטרום ה-IR דומה ל”טביעת אצבע” ייחודית לכל מולקולה. ספקטרוסקופיית IR משמשת בעיקר לניתוח איכותי לזיהוי קבוצות פונקציונליות בתרכובות אורגניות ואי-אורגניות על ידי השוואת תדירויות הרטט שלהן לתרכובות ידועות. בנוסף, ניתן לקבוע את ריכוז החומר באמצעות יישום חוק בר-למברט, לפיו הספיגה פרופורציונלית לריכוז.