Kľúčový rozdiel medzi fermiho rezonanciou a podtónmi v IR spektrách je ten, že fermiho rezonancia je posun energií a intenzít absorpčných pásiem v IR spektrách alebo Ramanových spektrách, zatiaľ čo podtóny v IR spektrách sú spektrálne pásma, ktoré sa vyskytujú v vibračné spektrum pri prechode molekuly zo základného stavu do druhého excitovaného stavu.
IR spektrá alebo IR spektrum je výsledkom IR spektroskopie, kde sa IR žiarenie používa na analýzu vzorky. Tu môžeme pozorovať interakciu medzi hmotou a IR žiarením. IR spektrá môžeme získať z absorpčnej spektroskopie. IČ spektroskopia sa používa na identifikáciu a analýzu chemických látok v danej vzorke. Táto vzorka môže byť pevná látka, kvapalina alebo plyn. Infračervený spektrofotometer je nástroj, ktorý používame na tento proces. IR spektrum je graf a má absorbanciu svetla vzorkou na osi y a vlnovú dĺžku alebo frekvenciu IR svetla na osi x. Jednotkou frekvencie, ktorú tu používame, sú vzájomné centimetre (na centimeter alebo cm-1). Ak namiesto frekvencie použijeme vlnovú dĺžku, meracou jednotkou sú mikrometre.
Čo je Fermiho rezonancia?
Fermiho rezonancia je posun energií a intenzít adsorpčných pásiem v IR spektre alebo Ramanovom spektre. Tento rezonančný stav vzniká ako dôsledok miešania kvantovomechanických vlnových funkcií. Tento koncept predstavil taliansky fyzik Enrico Fermi, po ktorom je táto rezonancia pomenovaná.
Ak dôjde k fermiho rezonancii, musia byť splnené dve podmienky: (1) transformácia dvoch vibračných módov molekuly podľa rovnakého neredukovateľného znázornenia v skupine bodov molekuly (čo znamená, že symetria dve vibrácie musia byť podobné) (2) prechody majú zhodne podobné energie.
Obrázok 1: Ideálny vzhľad normálneho režimu a podtón pred a po výskyte Fermiho rezonancie
Najčastejšie, ak sa základné a alikvótne excitácie takmer zhodujú s Fermiho rezonanciou v energii, Fermiho rezonancia sa vyskytuje medzi základnými a nadtónovými excitáciami. Okrem toho existujú dva hlavné vplyvy na spektrum, ktoré vedie Fermiho rezonancia:
- Prepnutie vysokoenergetického režimu na vyššiu energiu a prepnutie nízkoenergetického režimu na nižšiu energiu
- Zvýšenie intenzity slabšieho režimu, zatiaľ čo intenzívnejšie pásmo má tendenciu znižovať intenzitu
Čo sú podtóny v infračervenom spektre?
Overtón v IR spektre je spektrálny pás, ktorý existuje vo vibračnom spektre molekuly, keď táto molekula prechádza zo základného stavu do druhého excitovaného stavu. Inými slovami, prechod molekuly nastáva z v=0 na v=2, kde v je vibračné kvantové číslo. Môžeme získať v z riešenia Schrodingerovej rovnice pre túto konkrétnu molekulu.
Obrázok 02: Schrodingerova rovnica
Vo všeobecnosti platí, že pri štúdiu vibračných spektier molekúl majú vibrácie chemickej väzby tendenciu byť aproximovateľné ako jednoduché harmonické oscilátory. Preto potrebujeme, aby sa v Schrodingerovej rovnici použil kvadratický potenciál, aby sme vyriešili vlastné hodnoty vibračnej energie. Zvyčajne sú tieto energetické stavy kvantované a majú iba diskrétne hodnoty energie. Ak cez vzorku prechádzame elektromagnetickým žiarením, molekuly majú tendenciu absorbovať energiu z EMR a meniť vibračný energetický stav molekuly.
Aký je rozdiel medzi Fermiho rezonanciou a podtónmi v infračervenom spektre?
Kľúčový rozdiel medzi Fermiho rezonanciou a podtónmi v IR spektrách je ten, že Fermiho rezonancia je posun energií a intenzít absorpčných pásiem v IR spektrách alebo Ramanových spektrách, zatiaľ čo podtóny v IR spektrách sú spektrálne pásma, ktoré sa vyskytujú v vibračné spektrum pri prechode molekuly zo základného stavu do druhého excitovaného stavu.
Nasledujúca tabuľka sumarizuje rozdiel medzi Fermiho rezonanciou a podtónmi v IR spektrách.
Zhrnutie – Fermiho rezonancia verzus podtóny v IR spektre
Kľúčový rozdiel medzi Fermiho rezonanciou a podtónmi v IR spektrách je ten, že fermiho rezonancia je posun energií a intenzít absorpčných pásiem v IR spektrách alebo Ramanových spektrách, zatiaľ čo podtóny v IR spektrách sú spektrálne pásma, ktoré sa vyskytujú v vibračné spektrum pri prechode molekuly zo základného stavu do druhého excitovaného stavu.
