Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Waarom zijn infra -rode spectrumpieken breder dan nucleaire magnetische stralingspieken?

De verklaring dat infraroodspectrumpieken breder zijn dan nucleaire magnetische resonantie (NMR) pieken is in het algemeen waar , maar er zijn meerdere redenen waarom dit gebeurt:

1. Vibratie -energieniveaus:

* infrarood (ir) spectroscopie Onderzoekt de trillingsenergieniveaus van moleculen. Deze trillingsniveaus zijn gekwantiseerd, wat betekent dat ze alleen kunnen bestaan ​​op specifieke, discrete energieniveaus.

* NMR Spectroscopy Sondes de nucleaire spin -toestanden van atomen, die ook energieniveaus hebben gekwantiseerd. De energieverschillen tussen deze nucleaire spin -toestanden zijn echter meestal veel kleiner dan de energieverschillen tussen trillingsniveaus.

2. Doppler verbreding:

* Doppler -verbreding komt voor omdat moleculen constant bewegen en hun beweging een lichte verschuiving veroorzaakt in de frequentie van de geabsorbeerde of uitgestoten straling.

* Dit effect is meer uitgesproken voor IR -overgangen omdat de niveaus van de trillingsenergie gevoeliger zijn voor veranderingen in moleculaire beweging.

3. Rotatie fijne structuur:

* trillingsovergangen worden vaak vergezeld van rotatieovergangen, wat leidt tot een fijne structuur in het IR -spectrum.

* NMR -overgangen vertoont meestal geen significante rotatie fijne structuur.

4. Milieu -effecten:

* IR -spectroscopie is gevoelig voor veranderingen in de omgeving van het molecuul, zoals waterstofbinding of interacties met oplosmiddelmoleculen. Deze interacties kunnen de pieken verbreden.

* NMR Spectroscopy is minder gevoelig voor deze milieueffecten.

5. Spin-spin-koppeling:

* NMR Spectroscopy Kan splitsing van pieken tonen als gevolg van spin-spin-koppeling tussen verschillende kernen.

* Dit effect kan leiden tot complexe spectra met meerdere, dicht bij elkaar geplaatste pieken.

6. Temperatuur:

* hogere temperaturen leiden tot verhoogde moleculaire beweging en botsingen, die zowel IR- als NMR -pieken kunnen verbreden.

Samenvattend:

* De bredere pieken in IR -spectroscopie zijn te wijten aan een combinatie van factoren, waaronder de grotere energieverschillen tussen trillingsniveaus, Doppler -verbreding, rotatie -fijne structuur en gevoeligheid voor omgevingseffecten.

* NMR-spectroscopie vertoont smallere pieken als gevolg van kleinere energieverschillen tussen nucleaire spin-toestanden, minder gevoeligheid voor omgevingseffecten en de mogelijkheid van complexe splitsing als gevolg van spin-spin-koppeling.

Het is belangrijk op te merken dat de breedte van pieken ook aanzienlijk kan variëren, afhankelijk van het specifieke molecuul, experimentele omstandigheden en het gebruikte instrument.