Nøgleforskellen mellem fermi-resonans og overtoner i IR-spektre er, at fermi-resonans er forskydningen af energierne og intensiteterne af absorptionsbånd i IR-spektre eller Raman-spektre, hvorimod overtoner i IR-spektre er spektralbånd, der forekommer i et vibrationsspektrum ved overgangen af et molekyle fra grundtilstanden til den anden exciterede tilstand.
IR-spektre eller IR-spektrum er resultatet af IR-spektroskopi, hvor IR-stråling bruges til at analysere en prøve. Her kan vi observere samspillet mellem stof og IR-stråling. Vi kan få IR-spektre fra absorptionsspektroskopi. IR-spektroskopi bruges til identifikation og analyse af kemiske stoffer i en given prøve. Denne prøve kan være fast, flydende eller gas. Infrarødt spektrofotometer er det instrument, vi bruger til denne proces. IR-spektret er en graf, og det har en absorbans af lys af prøven i y-aksen og bølgelængde eller frekvensen af IR-lys i x-aksen. Den frekvensenhed, vi bruger her, er gensidige centimeter (pr. centimeter eller cm-1). Hvis vi bruger bølgelængde i stedet for frekvens, så er måleenheden mikrometer.
Hvad er Fermi Resonance?
Fermi-resonans er forskydningen af energierne og intensiteterne af adsorptionsbåndene i et IR-spektrum eller et Raman-spektrum. Denne resonanstilstand skabes som en konsekvens af den kvantemekaniske bølgefunktionsblanding. Dette koncept blev introduceret af den italienske fysiker Enrico Fermi, efter hvem denne resonans er opkaldt.
Hvis der opstår en fermi-resonans, er der to betingelser, der skal være opfyldt: (1) transformation af de to vibrationstilstande af et molekyle ifølge den samme irreducible repræsentation i den molekylære punktgruppe (hvilket betyder, at symmetrien af to vibrationer skal være ens) (2) overgange har lignende energier tilfældigt.
Figur 1: Ideelt udseende af en normal tilstand og en overtone før og efter forekomsten af Fermi-resonans
Oftest, hvis grund- og overtone-excitationerne næsten falder sammen med Fermi-resonans i energi, opstår Fermi-resonans mellem fundamental- og overtone-excitationer. Desuden er der to store effekter på spektrum, der ledes af Fermi-resonans:
- Skift af højenergitilstand til højere energi og skift af lavenergitilstand til lavere energi
- Forøgelse af intensiteten af den svagere tilstand, mens det mere intense bånd har en tendens til at falde i intensitet
Hvad er overtoner i IR-spektre?
Overtone i IR-spektrum er det spektralbånd, der eksisterer i et vibrationsspektrum af et molekyle, når dette molekyle er i overgang fra grundtilstanden til en anden exciteret tilstand. Med andre ord sker overgangen af molekylet fra v=0 til v=2, hvor v er vibrationskvantetallet. Vi kan få v ved at løse Schrodinger-ligningen for det pågældende molekyle.
Figur 02: Schrodinger-ligning
Når man studerer molekylers vibrationsspektre, har de kemiske bindingsvibrationer en tendens til at være tilnærmelige som simple harmoniske oscillatorer. Derfor har vi brug for et kvadratisk potentiale, der skal bruges i Schrodinger-ligningen for at løse vibrationsenergiens egenværdier. Norm alt er disse energitilstande kvantificerede, og de har kun diskrete værdier for energi. Hvis vi sender elektromagnetisk stråling gennem prøven, har molekylerne en tendens til at absorbere energien fra EMR og ændre molekylets vibrationsenergitilstand.
Hvad er forskellen mellem Fermi-resonans og overtoner i IR-spektre?
Nøgleforskellen mellem Fermi-resonans og overtoner i IR-spektre er, at Fermi-resonansen er forskydningen af energierne og intensiteterne af absorptionsbånd i IR-spektre eller Raman-spektre, hvorimod overtoner i IR-spektre er spektralbånd, der forekommer i et vibrationsspektrum ved overgangen af et molekyle fra grundtilstanden til den anden exciterede tilstand.
Den følgende tabel opsummerer forskellen mellem Fermi-resonans og overtoner i IR-spektre.
Opsummering – Fermi Resonance vs Overtones in IR Spectra
Nøgleforskellen mellem Fermi-resonans og overtoner i IR-spektre er, at fermi-resonans er forskydningen af energierne og intensiteterne af absorptionsbånd i IR-spektre eller Raman-spektre, hvorimod overtoner i IR-spektre er spektralbånd, der forekommer i et vibrationsspektrum ved overgangen af et molekyle fra grundtilstanden til den anden exciterede tilstand.
