Nøgleforskellen mellem rotations- og vibrationsspektroskopi er, at rotationsspektroskopi bruges til at måle energien af de overgange, der finder sted mellem kvantificerede rotationstilstande af molekyler i gasfasen, hvorimod vibrationsspektroskopi bruges til at måle interaktionen mellem IR-stråling med stof gennem absorption, emission eller refleksion.
Spektroskopi er en gren af videnskaben, der vedrører undersøgelse og måling af spektre produceret, når stof interagerer med eller udsender elektromagnetisk stråling. Denne interaktion opstår på grund af elektroniske overgange. Elektroniske overgange i molekyler finder sted, når elektroner i molekylet bliver exciteret fra et energiniveau til et andet. Elektronerne har en tendens til at bevæge sig fra et lavt energiniveau til et højt energiniveau. Ændringen i energien, der er forbundet med denne overgang, giver information om molekylets struktur og hjælper med at bestemme de molekylære egenskaber såsom farve. Forholdet mellem energien og frekvensen af stråling, der bruges i overgangsprocessen, kan angives ved Plancks relation.
Hvad er rotationsspektroskopi?
Rotationsspektroskopi er måling af energien af de overgange, der finder sted mellem kvantificerede rotationstilstande af molekyler i gasfasen. Nogle gange er denne metode kendt som ren rotationsspektroskopi. Det er nemlig med til at skelne rotationsspektroskopi fra rotationsvibrationsspektroskopi. Rotationsspektroskopi er styret af rotationsovergange.
Figur 01: Rotationsspektrum
Rotationelle overgange af molekyler refererer til den bratte ændring i det molekyle momentum. Denne definition er givet afhængigt af kvantefysikkens teorier, som siger, at et molekyles vinkelmomentum er en kvantiseret egenskab, og den kan kun være lig med visse diskrete værdier, der svarer til forskellige rotationsenergitilstande. Rotationsovergangen refererer til tabet eller forstærkningen af vinkelmomentum, som får molekylet til at bevæge sig enten til en højere eller lavere rotationsenergitilstand.
Hvad er vibrationsspektroskopi?
Vibrationsspektroskopi er måling af interaktionen mellem IR-stråling og stof gennem absorption, emission eller refleksion. Denne spektroskopiske teknik er nyttig til at studere og identificere kemiske stoffer eller funktionelle grupper i faste, gas- eller flydende forbindelser. Vibrationsspektroskopi er styret af vibrationsovergange.
Figur 02: Et vibrationsspektrum
Vibrationsovergangen af et molekyle refererer til molekylets bevægelse fra et vibrationsenerginiveau til et andet. Vi kan også kalde det en vibrerende overgang. Denne type overgang sker mellem forskellige vibrationsniveauer i den samme elektroniske tilstand. For at evaluere vibrationsovergangen af et bestemt molekyle, bør vi kende afhængigheden af de molekyle-fikserede komponenter af det elektriske dipolmoment på de molekylære deformationer. Generelt er Raman-spektroskopi baseret på vibrationsovergange.
Hvad er forskellen mellem rotations- og vibrationsspektroskopi?
Rotationsspektroskopi og vibrationsspektroskopi er styret af elektronovergange. Nøgleforskellen mellem rotations- og vibrationsspektroskopi er, at rotationsspektroskopi er nyttig til at måle energien af de overgange, der finder sted mellem kvantiserede rotationstilstande af molekyler i gasfasen, hvorimod vibrationsspektroskopi er nyttig til at måle interaktionen af IR-stråling med stof gennem absorption, emission eller refleksion.
Nedenfor er en liste over forskelle mellem rotations- og vibrationsspektroskopi i tabelform.
Opsummering – Rotations- vs Vibrationsspektroskopi
Rotationsspektroskopi og vibrationsspektroskopi er styret af elektronovergange. Nøgleforskellen mellem rotations- og vibrationsspektroskopi er, at rotationsspektroskopi er nyttig til at måle energien af de overgange, der finder sted mellem kvantiserede rotationstilstande af molekyler i gasfasen, hvorimod vibrationsspektroskopi er nyttig til at måle interaktionen af IR-stråling med stof gennem absorption, emission eller refleksion.
