Grundlagen der IR- Spektroskopie

Da dies eine kurze Einführung in die IR- Spektroskopie sein soll, wurde bewusst auf eine komplexe Darstellung ihrer Grundlagen verzichtet und es sollen nur die wesentlichen Grundbegriffe eingeführt werden.Eine schrittweise Erweiterung wird jedoch stattfinden.


Wichtige Formeln
E= h * ν
ν = c / λ
ñ = 1/λ

h= Plank’sche Wirkungsquantum = 6,626176 *10^-34 Js
c= Lichtgeschwindigkeit im Vakuum = 2,9979248 * 10⁸ ms^-1
ν = Frequenz
λ = Wellenläge
ñ = Wellenzahl (eigentlich mit dem griechischen nu + Tilde)

Der Bereich der infraroten Strahlung findet sich im elektromagnetischen Spektrum innerhalb der Wellenlängen von 0,8 bis 1000μm. Aus den hier dargestellten Formeln ergibt sich dabei ein Energiebereich von 150 kJ/mol bis 120 J/mol.
Für die Anregung von Rotationen eines Moleküls benötigt man Energien von 2,5 bis 0,12 kJ/mol und für die Anregung von Molekülschwingungen 160 bis 2,5 kJ/mol. Das bedeutet, das durch infrarote Strahlung sowohl Molekülrotationen als auch Molekülschwingungen angeregt werden.

Teilbereiche der IR- Spektroskopie
Der Bereich der infraroten Strahlung kann in drei Teilbereiche untergliedert werden:
1.)Nahes Infrarot (NIR)- Dieser Bereich umfasst den Wellenlängenbereich von 0,8 bis 2,5μm. In diesem energiereichen Bereich werden die Obertonschwingungen der Grundschwingungen angeregt (sowie natürlich die Grundschwingungen und Molekülrotationen).
2.)Mittleres Infrarot (MIR)- Das ist der Wellenlängenbereich von 2,5 bis 25μm. Es werden hauptsächlich die Grundschwingungen der Moleküle und natürlich die Molekülrotationen angeregt.
3.)Fernes Infrarot (FIR)- Dieser Bereich zwischen 25 und 1000μm Wellenlänge umfasst Gitterschwingungen und Grundschwingungen von Gruppen mit schwachen Bindungen oder schweren Atomen sowie Molekülrotationen.