Kľúčový rozdiel medzi rotačnou a vibračnou spektroskopiou je v tom, že rotačná spektroskopia sa používa na meranie energie prechodov, ktoré prebiehajú medzi kvantovanými rotačnými stavmi molekúl v plynnej fáze, zatiaľ čo vibračná spektroskopia sa používa na meranie interakcie IR žiarenie s hmotou prostredníctvom absorpcie, emisie alebo odrazu.
Spektroskopia je veda, ktorá sa zaoberá skúmaním a meraním spektier vznikajúcich pri interakcii hmoty s elektromagnetickým žiarením alebo pri jeho vyžarovaní. K tejto interakcii dochádza v dôsledku elektronických prechodov. Elektronické prechody v molekulách sa uskutočňujú, keď sa elektróny v molekule excitujú z jednej energetickej úrovne na druhú. Elektróny majú tendenciu pohybovať sa z nízkej energetickej hladiny na vysokú energetickú hladinu. Zmena energie, ktorá je spojená s týmto prechodom, poskytuje informácie o štruktúre molekuly a pomáha pri určovaní molekulárnych vlastností, ako je farba. Vzťah medzi energiou a frekvenciou žiarenia, ktoré sa používa v procese prechodu, môže byť daný Planckovým vzťahom.
Čo je rotačná spektroskopia?
Rotačná spektroskopia je meranie energie prechodov, ktoré prebiehajú medzi kvantovanými rotačnými stavmi molekúl v plynnej fáze. Niekedy je táto metóda známa ako čistá rotačná spektroskopia. Je to preto, že pomáha rozlíšiť rotačnú spektroskopiu od rotačno-vibračnej spektroskopie. Rotačná spektroskopia sa riadi rotačnými prechodmi.
Obrázok 01: Rotačné spektrum
Rotačné prechody molekúl označujú prudkú zmenu momentu hybnosti danej molekuly. Táto definícia je daná v závislosti od teórií kvantovej fyziky, ktorá uvádza, že moment hybnosti molekuly je kvantovaná vlastnosť a môže sa rovnať iba určitým diskrétnym hodnotám, ktoré zodpovedajú rôznym stavom rotačnej energie. Rotačný prechod sa vzťahuje na stratu alebo zisk momentu hybnosti, ktorý spôsobí, že sa molekula presunie do vyššieho alebo nižšieho stavu rotačnej energie.
Čo je vibračná spektroskopia?
Vibračná spektroskopia je meranie interakcie IR žiarenia s hmotou prostredníctvom absorpcie, emisie alebo odrazu. Táto spektroskopická technika je užitočná pri štúdiu a identifikácii chemických látok alebo funkčných skupín v pevných, plynných alebo kvapalných zlúčeninách. Vibračná spektroskopia sa riadi vibračnými prechodmi.
Obrázok 02: Vibračné spektrum
Vibračný prechod molekuly sa vzťahuje na pohyb molekuly z jednej vibračnej energetickej úrovne na druhú. Môžeme to pomenovať aj vibronický prechod. Tento typ prechodu sa vyskytuje medzi rôznymi vibračnými úrovňami toho istého elektronického stavu. Aby sme mohli vyhodnotiť vibračný prechod konkrétnej molekuly, mali by sme poznať závislosť molekulovo fixných zložiek elektrického dipólového momentu od molekulárnych deformácií. Ramanova spektroskopia je vo všeobecnosti založená na vibračných prechodoch.
Aký je rozdiel medzi rotačnou a vibračnou spektroskopiou?
Rotačná spektroskopia a vibračná spektroskopia sa riadia prechodmi elektrónov. Kľúčový rozdiel medzi rotačnou a vibračnou spektroskopiou je v tom, že rotačná spektroskopia je užitočná na meranie energie prechodov, ktoré prebiehajú medzi kvantovanými rotačnými stavmi molekúl v plynnej fáze, zatiaľ čo vibračná spektroskopia je užitočná pri meraní interakcie IR žiarenia s hmotou prostredníctvom absorpcia, emisia alebo odraz.
Nižšie je uvedený zoznam rozdielov medzi rotačnou a vibračnou spektroskopiou vo forme tabuľky.
Zhrnutie – Rotačná verzus vibračná spektroskopia
Rotačná spektroskopia a vibračná spektroskopia sa riadia prechodmi elektrónov. Kľúčový rozdiel medzi rotačnou a vibračnou spektroskopiou je v tom, že rotačná spektroskopia je užitočná na meranie energie prechodov, ktoré prebiehajú medzi kvantovanými rotačnými stavmi molekúl v plynnej fáze, zatiaľ čo vibračná spektroskopia je užitočná pri meraní interakcie IR žiarenia s hmotou prostredníctvom absorpcia, emisia alebo odraz.
