Förstå IR -aktivitet
Infraröd (IR) spektroskopi är en kraftfull teknik för att identifiera och karakterisera molekyler. Det fungerar genom att lysa IR -strålning på ett prov. Vissa molekyler kommer att absorbera specifika frekvenser av IR -strålning, vilket får deras bindningar att vibrera. Dessa vibrationer är kvantiserade, vilket innebär att de bara kan uppstå vid specifika energinivåer. Mönstret för absorberade frekvenser är unikt för varje molekyl och fungerar som ett "fingeravtryck" för identifiering.
Nyckelkravet:ett förändrat dipolmoment
För att en molekyl ska vara IR -aktiv måste den ha ett byte av dipolmoment under sin vibration. Här är varför:
* dipolmoment: Ett dipolmoment uppstår när det finns en ojämn fördelning av elektrondensitet i en molekyl. Detta skapar en separering av positiv och negativ laddning och bildar en dipol.
* Ändra dipolmoment: För en molekyl för att absorbera IR -strålning måste vibrationen orsaka en förändring i detta dipolmoment.
ammoniak (NH₃) och dess IR -aktivitet
1. Molekylstruktur: Ammoniak har en trigonal pyramidform, med kväveatomen vid spetsen och tre väteatomer vid basen. Denna struktur gör den polär.
2. vibrationslägen: Ammoniak har fyra grundläggande vibrationslägen. Dessa lägen involverar stretching och böjning av N-H-bindningarna:
* Symmetrisk sträcka: Alla tre N-H-obligationer sträcker sig i samklang. Denna vibration gör inte Ändra dipolmomentet, så det är ir inaktiv .
* asymmetrisk sträcka: Två N-H-obligationer sträcker sig medan de tredje kontrakten. Denna vibration förändras Dipolmomentet, vilket gör det ir aktiv .
* sax: Två N-H-bindningar böjs i samma riktning, med kväve kvarvarande stationär. Denna vibration förändras Dipolmomentet, vilket gör det ir aktiv .
* Rocking: De två N-H-bindningarna böjs i motsatta riktningar. Denna vibration förändras Dipolmomentet, vilket gör det ir aktiv .
Slutsats
Därför är ammoniak (NH₃) IR -aktiv eftersom tre av dess fyra grundläggande vibrationslägen orsakar en förändring i molekylens dipolmoment . Detta gör att ammoniak kan absorbera specifika frekvenser av IR -strålning, som kan användas för identifiering och analys.
