|
[[File:Bromomethane IR spectroscopy.svg|thumb|Et eksempel på et IR-spektrum på [[bromomethan]].]]
{{sprog|dato=2006}}
'''IR Spektrometri''' ('''Infrarød spektrometri''') er [[spektrometri]], der benytter den [[Infrarød stråling|infrarøde]] del af det [[elektromagnetiske spektrum]], hvilket er lys med en længere [[bølgelængde]] og lavere [[frekvens]] en [[synligt lys]]. Det dækker teknikker, hovedsageligt baseret på [[absorptionsspektroskopi]]. Ligesom andre spektrometriteknikker kan IR spektrometri bruges til at identificere og undersøge [[Kemisk stof|kemiske stoffer]].. For en given prøve, som kan være fast, flydende eller på [[gas]]form, benytter teknikken en instrument kaldet et '''IR spektrometer''' (eller spektrofotometer) til at skabe et infrarødt spektrum. Et IR-spektrum er grundlæggende en graf med [[absorbans]] (eller [[transmittans]]) af infrarødt lys på en vertikal akse mod en frekvens eller bølgelængde på den horisontale akse. Den typiske [[måleenhed]] for frekvens i IR-spektre er [[reciprokcentimeter]] (nogle gange kaldet [[bølgetal]]), med symbolet cm<sup>−1</sup>. Enheder for IR bølgelængder gives ofte i [[mikrometer]] (tidligere kaldet "mikron"), med enheden μm, hvilket hænger sammen med det [[reiprok]]ke bølgetal. Et [[Fourier transformations IR spektrometri]] (FTIR) [[spektrometer]] er et almindeligt [[laboratorie]]instrument, der benytter IR spektrometri.
'''IR-spektrometer''', også kaldet et '''spektrofotometer''', findes i to forskellige former et ''dispersivt spektrometer'' og ''[[Fourier transform spektrometer]]''. Her vil et dispersivt [[spektrometer]] blive beskrevet.
Den infrarøde del af det elektromagnetiske spektrum er normalt opdelt i tre områder; kort-, mellem- og lang- infrarød, opkaldt efter deres relation til det synlige spektrum. Nær-IRs højere energi på omkring 14.000–4.000 cm<sup>−1</sup> (svarende til en bølgelængde på 0,8–2,5 μm) kan [[excitere]] [[overtone]]r eller harmoniske vibrationer. mellem IR, omkring 4.000–4.00 cm<sup>−1</sup> (2.5–25 μm) kan bruges til at undersøge grundlæggende vibrationer og lignende [[Rotations–vibrationsspektroskopi|rotations-vibrations]] strukturer. lang IR, omkring 400–10 cm<sup>−1</sup> (25–1000 μm), ligger tæt på [[mikrobølge]]-området, og har lav energi, der kan bruges til [[rotationsspektroskopi]]. Navnene og klassifikationerne af disse underområder er [[konvention]]er og er kun løst baseret på de relative molekylære eller elektromagnetiske egenskaber.
Et spektrofotometer kan optage et spektre over faste og flydende stoffer, men ikke gasser. Ved faste stoffer blander man en lille smule med [[kaliumbromid]] og presser det sammen under højt tryk til en pille, der sættes ind i spektrofotometret. Under det høje tryk smelter kaliumbromiden og lukker herved stoffet inde. Den eneste ulempe ved kaliumbromid-pillen er, at kaliumbromid let optager vand, som så kan gå ind og utydeliggører spektret.
{{Natvidbiostub}}
En anden mulighed for faste stoffer er at opløse det og behandle det som en væske.
Ved væsker udtager man en lille smule med et kapillarrør og placerer det på en saltplade af enten natriumchlorid eller –bromid. En lignende saltplade skubbes indover, så der mellem de to plader er en tynd film af væsken. Disse saltplader er let opløselige i vand, så man skal sørge for, at de ikke kommer i kontakt med det, da det ellers vil give forstyrrelser i spektret. De to saltplader med væsken imellem sættes herefter ind i spektrofotometret og spektret bliver optaget.
Arbejder man med et meget flygtigt eller giftigt stof, kan man sprøjte det ind mellem to saltplader med en sprøjte. Mellem de to plader er der en lille rende som væsken kan flyde i.
Prøven indsættes nu i spektrofotometret, hvor det bestråles med [[infrarød]]e bølger. Bølgerne udsendes af en varm wire i en stråle, der deles af et spejl i to [[parallel]]le stråler med samme intensitet. Den ene stråle passerer igennem prøven, imens den anden blot passerer igennem en pille eller plade af salt, eller opløsningsmidlet. Den sidste stråle bruges som reference, i det man kan trække disse absorptioner fra spektret over prøven, og dermed korrigere for den brugte salt eller opløsningsmiddel samt de infrarøde aktive forbindelser i luften.
Her efter sendes strålerne ind igennem ''monochromatoren'', der spreder strålerne ud i kontinuerte frekvensspektre af infrarødt lys. Fra monochromatoren sendes de spredte stråler skiftevis af sted til en ''diffraction grating''. Dette sker ved hjælp af et hurtigt roterende objekt, en ''beam chopper''.
The diffraction grating roterer langsomt og varierer herved [[bølgelængde]]n og [[frekvens]]en af [[lys]]et, der sendes videre til ’the termocouple’. I gamle spektrofotometre er ’the diffraction grating’ en prisme.
Termokobleren registrer forholdet mellem intensiteterne i strålen fra prøven og fra referencen, hvorved den kan afgøre hvilke frekvenser af det infrarøde lys, der er blevet absorberet af prøven eller blot er gået igennem den.
Slutteligt forstærkes signalet fra termokobleren inden spektret tegnes af ''recorderen''.
[[Molekyle]]rnes atomer kan vibrere på flere forskellige måder, hvilket er årsagen til de mange forskellige absorptionsfrekvenser. De forskellige funktionelle grupper giver ophav til bånd ved karakteristiske frekvenser.
== Vibrationsformer ==
De to enkleste former for vibration er stræk og bøj. Ved stræk sker vibrationen langs bindingen mellem to atomer, imens der ved bøjning indgår tre atomer, hvor det ene er centreret, imens de to andre atomer bøjer imod hinanden(Se Figur 1). Af disse to vibrationsformer forekommer stræk ved højere frekvenser end bøj og hermed også i et højere energiniveau.
<!-- [[Billede:IRstrækboj.PNG]]
Figur 1 Stræk og bøj vibrationer -->
De mere komplicerede former for vibrationer omfatter scissoring, rocking, wagging og twisting. Ved ''scissoring'' bevæger de to yderstillede atomer sig modsat af hinanden i planet, hvor de ved ''rocking'' følges ad i en rokkende bevægelse i planet. Ved wagging og twisting bevæger atomerne sig ud af planet. For ''wagging'' sker dette i samme retning, hvor det ved ''twisting'' sker i hver sin retning, således at molekylet bliver vredet omkring de pågældende bindinger.
I grupper af atomer på tre eller derover, hvor minimum to af atomerne er identiske, kan der ske en yderligere opdeling af vibrationsformen stræk, idet der kan være tale om symmetrisk og asymmetrisk stræk. Her ligger de asymmetriske stræk ved en højere frekvens end de symmetriske stræk.
Alle de former for vibrationer, der er blevet omtalt ind til nu, er det man kalder for ''fundamental absorption'', og kommer fra en energi forøgelse fra grundtilstanden til det laveste energi niveau herefter.
{{Commonskat|Infrared spectroscopy}}
[[Kategori:Elektromagnetisk stråling]]
| 