Het belangrijkste verschil tussen fermi-resonantie en boventonen in IR-spectra is dat fermi-resonantie de verschuiving is van de energieën en intensiteiten van absorptiebanden in IR-spectra of Raman-spectra, terwijl boventonen in IR-spectra spectrale banden zijn die voorkomen in een vibratiespectrum bij de overgang van een molecuul van de grondtoestand naar de tweede aangeslagen toestand.
IR-spectra of IR-spectrum is het resultaat van IR-spectroscopie, waarbij IR-straling wordt gebruikt om een monster te analyseren. Hier kunnen we de interactie tussen materie en IR-straling waarnemen. We kunnen IR-spectra krijgen van absorptiespectroscopie. IR-spectroscopie wordt gebruikt voor de identificatie en analyse van chemische stoffen in een bepaald monster. Dit monster kan een vaste stof, vloeistof of gas zijn. Infrarood spectrofotometer is het instrument dat we gebruiken voor dit proces. Het IR-spectrum is een grafiek en heeft een absorptie van licht door het monster in de y-as en golflengte of de frequentie van IR-licht in de x-as. De frequentie-eenheid die we hier gebruiken is reciproke centimeters (per centimeter of cm-1). Als we golflengte gebruiken in plaats van frequentie, dan is de meeteenheid micrometer.
Wat is Fermi-resonantie?
Fermi-resonantie is de verschuiving van de energieën en intensiteiten van de adsorptiebanden in een IR-spectrum of een Raman-spectrum. Deze resonantietoestand wordt gecreëerd als gevolg van de kwantummechanische golffunctiemenging. Dit concept is geïntroduceerd door de Italiaanse natuurkundige Enrico Fermi, naar wie deze resonantie is vernoemd.
Als een fermi-resonantie optreedt, zijn er twee voorwaarden waaraan moet worden voldaan: (1) transformatie van de twee vibratiemodi van een molecuul volgens dezelfde onherleidbare representatie in de moleculaire puntgroep (wat betekent dat de symmetrie van de twee trillingen moeten gelijk zijn) (2) overgangen hebben toevallig gelijkaardige energieën.
Figuur 1: Ideaal uiterlijk van een normale modus en een boventoon voor en na het optreden van Fermi-resonantie
Meestal, als de grond- en boventoon-excitaties bijna samenvallen met Fermi-resonantie in energie, treedt Fermi-resonantie op tussen fundamentele en boventoon-excitaties. Bovendien zijn er twee belangrijke effecten op het spectrum dat wordt geleid door Fermi-resonantie:
- Verschuiving van hoge energiemodus naar hogere energie en verschuiving van een lage energiemodus naar een lagere energie
- De intensiteit van de zwakkere modus verhogen, terwijl de meer intense band de neiging heeft om in intensiteit af te nemen
Wat zijn boventonen in IR-spectra?
Boventoon in het IR-spectrum is de spectrale band die bestaat in een trillingsspectrum van een molecuul wanneer dit molecuul overgaat van de grondtoestand naar een tweede aangeslagen toestand. Met andere woorden, de overgang van het molecuul vindt plaats van v=0 naar v=2 waarbij v het vibrationele kwantumgetal is. We kunnen v verkrijgen door de Schrödinger-vergelijking voor dat specifieke molecuul op te lossen.
Figuur 02: Schrödinger-vergelijking
Over het algemeen zijn de trillingen van de chemische binding bij het bestuderen van de trillingsspectra van moleculen ongeveer te benaderen als eenvoudige harmonische oscillatoren. Daarom hebben we een kwadratische potentiaal nodig die in de Schrodinger-vergelijking moet worden gebruikt om de eigenwaarden van de vibrationele energie op te lossen. Gewoonlijk worden deze energietoestanden gekwantiseerd en hebben ze alleen discrete waarden voor energie. Als we elektromagnetische straling door het monster laten gaan, hebben de moleculen de neiging om de energie van EMR te absorberen en de vibratie-energietoestand van het molecuul te veranderen.
Wat is het verschil tussen Fermi-resonantie en boventonen in IR-spectra?
Het belangrijkste verschil tussen Fermi-resonantie en boventonen in IR-spectra is dat de Fermi-resonantie de verschuiving is van de energieën en intensiteiten van absorptiebanden in IR-spectra of Raman-spectra, terwijl boventonen in IR-spectra spectrale banden zijn die voorkomen in een trillingsspectrum bij de overgang van een molecuul van de grondtoestand naar de tweede aangeslagen toestand.
De volgende tabel vat het verschil samen tussen Fermi-resonantie en boventonen in IR-spectra.
Samenvatting – Fermi-resonantie versus boventonen in IR-spectra
Het belangrijkste verschil tussen Fermi-resonantie en boventonen in IR-spectra is dat fermi-resonantie de verschuiving is van de energieën en intensiteiten van absorptiebanden in IR-spectra of Raman-spectra, terwijl boventonen in IR-spectra spectrale banden zijn die voorkomen in een vibratiespectrum bij de overgang van een molecuul van de grondtoestand naar de tweede aangeslagen toestand.
