Titreşim (Raman + Infared) Spektroskopisi

TİTREŞİM SPEKTROSKOPİSİ ( INFRARED + RAMAN )


Titreşim spektroskopisi, maddenin infrared ışınlarını absorplaması veya saçması üzerine kurulmuş olan bir spektroskopi dalıdır. Homo nükleer moleküller (N2,O2 ve Cl2 gibi) hariç bütün moleküller infrared ışınlarını absorplar ve infrared spektrumu verirken homo nükleer moleküller de Raman’da sinyal verirler.


Titreşim spektroskopisinde ışınlar dalga boylarıyla değil, dalga sayılarıyla belirlenir. Titreşim spektroskopisi organik bileşiklerin tanınmasında kullanılır. Optik izomerler dışında hiçbir bileşiğin titreşim spektrumu birbirinin eşdeğeri değildir. Titreşim spektroskopisi ile nicel analiz de yapılabilir.Fakat genellikle daha uygun ve daha keskin bir nicel analiz yöntemi bulunabileceğinden nicel uygulamalar nitel olanlara göre daha önemsizdir.


Infrared ışınlarının dalga boyları 1000-300.000 nm olmasına rağmen infrared spektroskopisinde genellikle dalga boyları 2500 ile 25.000 nm arasındaki ışınlardan yararlanılır.yukarıda da belirtildiği gibi infrared spektroskopisinde ışınlar dalga boylarıyla değil dalga sayılarıyla verildiğinden bu aralık dalga sayısı cinsinden 400-4000 cm-1 e karşılık gelir.


Elektromanyetik ışıma molekül ile üç şekilde etkileşir.


Difraksiyon (X-ışınları)

Elektromanyetik ışıma Molekül Absorpsiyony (IR…)

Saçılma (Raman)


Moleküller üzerlerine düşen elektromanyetik enerjiyi absorplar. Bu arada bağın gerilmesi sonucu atomlar birbirine yaklaşır veya uzaklaşır.Eğer atom sayısı ikiden fazla ise bağlar arasındaki açı değişir. Moleküldeki bağlar, açılar ve kütleler(atomlar) farklı olduğu için her birinin titreşim enerjisi de farklıdır. Daha doğrusu bir moleküldeki gerilme ve bükülme titreşim enerjileri molekül üzerine düşen elektrpomanyetik ışınların uygun frekansta olanları molekül tarafından absorplanır. Raman IR’nın tamamlayıcısı olup IR’de gözlenmeyen zayıf titreşimler burada gözlenir.Aşağıdaki tabloda bir titreşim spektroskopisi olan IR ce Raman’ın karşılaştırılması yapılmıştır.



Karşılaştırılan Parametre
IR
Raman

Etkileşim(molekül+ışık)
Absorpsiyon
Saçılma

Titreşim uyarma kaynağı
Polikromatik IR ışık
Monokromatik görünür bölge ışık

Frekans ölçümü
Mutlak
Uyarma frekansına bağlı

Bir titreşimi aktive etme koşulu
Dipol moment değişimi ∂μ/∂Q ≠ 0
Polarlaşabilme değişimi ∂α/∂Q≠0

Band şiddeti
I α (∂μ/∂Q)2


Spektrum gösterimi
% Geçirgenlik,logaritmik
Şiddet, doğrusal

Kullanım alanı
Rutin Analiz,gaz analizi
Sulu çözeltilerin,tek kristallerin,polimerlerin incelenmesi