infracrvena spektroskopija sa furijevom transformacijom (ftir)
TRANSCRIPT
INFRACRVENO ZRAČENJE
10 15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
%T
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Wavenumbers (cm-1)
Infracrveni spektar
ZRAČENJE CRNOG TELA
Plankov zakon raspodele :
Raspodela zračenja crnog tela po talasnim dužinama
11 25 exp 1c cE
Tλ λ λ
−⎡ ⎤⎛ ⎞= −⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦
HARMONIJSKI OSCILATOR
12
kνπ μ
=
oscilatorna energija je kvantirana
12VE v hν⎛ ⎞= +⎜ ⎟
⎝ ⎠0,1, 2...v =
Prelazi između oscilatornih nivoa:
- osnovni v = 0 1- I overton v = 0 2- II overton v = 0 3
vruća traka v = 1 2
→
→
→
→
INTENZITET TRAKE ZA PRELAZ IZMEĐU OSCILATORNIH NIVOA
(i j)
Prelazni momenat:
Broj normalnih oscilacija za molekul sa N atoma:
3N - 6
3N - 5
(linearni molekul)
i j i jP dψ μψ τ→ = ∫
→
KARAKTERISTIČNE APSORPCIONE
FREKVENCIJE U INFRACRVENOJ OBLASTI
Područja apsorpcije u infracrvenoj oblasti
OSCILATORNO ROTACIONI SPEKTRI
,1( ) ( 1)2V JE v h BJ Jν= + + +
Ukupna oscilatorno-rotaciona energija molekula
REFLEKSIONI SPEKTRI
Ponašanje IC zraka koji dolazi iz optički gušće u ređu sredinu
22 1
22 1
( )( )n nRn n−
=+
12
1
(sin )Cnn
ϑ −=
Reflektivnost:
Kritični upadni ugao:
MAJKELSONOV INTERFEROMETAR
prostor zauzorak
1 2
3
4a
b
5
−δ 0 +δ
−λ +λδ=0−λ/2 +λ/2
Ι(δ)
Interferogram
( ) ( ) cos(2 )I B δδ ν πλ
=
( ) ( ) cos(2 )I Bδ ν πδν=
intenzitet infracrvenog zračenja u detektoru u zavisnosti od
intenzitet emitovanog zračenja u zavisnosti od frekvencije
( )I δ
( )B ν
δ
Izvor emituje dve frekvencije infracrvenog zračenja:
1 1 2 2( ) ( )cos(2 ) ( )cos(2 )I B Bδ ν πδν ν πδν= +
+δ -δ0
+δ -δ0
(c)
(b)
(a)
+δ -δ0
B(ν)
B(ν)
ν
ν1
B(ν)
ν
ν2
ν2ν1
ν
Interferogram i spektri za monohromatske izvore (a i b) i za izvor koji emituje dve frekvencije (c).
U opštem slučaju za n frekvencija:
za polihromatski izvor koji emituje beskonačnomnogo frekvencija:
1( ) ( ) cos(2 )
n
i ii
I Bδ ν πδν=
=∑
0
( ) ( ) cos(2 )I B dδ ν πδν ν∞
= ∫
Interferogrami i spektri za (a) monohromatski izvor, (b) polihromatski izvor i (c) polihromatski izvor u prisustvu
apsorbujućeg uzorka (postavljenog ispred detektora).
Ako je maksimalna retardacija , najbolje razlaganjeje
Δ
1νΔ =Δ
Furijeova transformacija prevodi interferogram u spektar:
( ) ( ) cos(2 )B I dν δ πδ δ+∞
−∞
= ∫
PREDNOSTI FT IR SPEKTROMETRA NAD DISPERZIONIM
- velika brzina snimanja (10 s u odnosu na 10 min)
- velika moć razlaganja 0,05 cm-1 u odnosu na nekoliko cm-1
- velika tačnost frekvencija (laserski određena)
- velika osetljivost detekcije
- veći odnos signal/šum
SPEKTROSKOPIJA U BLISKOJ INFRACRVENOJ OBLASTI (NIR)
Traka osnovne N-H valentne oscilacije u infracrvenom području
SPEKTROSKOPIJA U BLISKOJ INFRACRVENOJ OBLASTI (NIR)
Traka I overtona N-H valentne oscilacije u NIR području