Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Таблицу данных ИК-спектроскопии см. В корреляционной таблице ИК-спектроскопии .
Прибор OVIRS зонда OSIRIS-REx представляет собой спектрометр видимого и инфракрасного диапазона.

Инфракрасная спектроскопия ( ИК-спектроскопия или колебательная спектроскопия ) - это измерение взаимодействия инфракрасного излучения с веществом путем поглощения , испускания или отражения . Он используется для изучения и идентификации химических веществ или функциональных групп в твердых, жидких или газообразных формах. Метод или техника инфракрасной спектроскопии осуществляется с помощью прибора, называемого инфракрасным спектрометром (или спектрофотометром), который производит инфракрасный спектр . ИК-спектр можно визуализировать на графике поглощения инфракрасного света.(или коэффициент пропускания ) по вертикальной оси в зависимости от частоты или длины волны по горизонтальной оси. Типичные единицы частоты, используемые в ИК-спектрах, - это обратные сантиметры (иногда называемые волновыми числами ) с символом см -1 . Единицы измерения длины волны ИК-излучения обычно выражаются в микрометрах (ранее называемых «микронами»), символом мкм, которые связаны с волновыми числами обратным образом. Распространенным лабораторным прибором, использующим этот метод, является инфракрасный спектрометр с преобразованием Фурье (FTIR) . Двумерный ИК также возможен, как обсуждается ниже .

Инфракрасная часть электромагнитного спектра обычно делится на три области; кратко- , средне- и далеко инфракрасный, названный по их отношению к видимой части спектра. Более высокая энергия в ближнем ИК диапазоне, приблизительно 14 000–4 000 см –1 (длина волны 0,7–2,5 мкм), может возбуждать обертонную или комбинированную моду молекулярных колебаний . Средняя инфракрасная область, приблизительно 4000–400 см –1 (2,5–25 мкм), обычно используется для изучения фундаментальных колебаний и связанной с ними вращательно-колебательной структуры. Дальний инфракрасный диапазон, примерно 400–10 см -1 (25–1000 мкм), имеет низкую энергию и может использоваться длявращательная спектроскопия и низкочастотные колебания. Область от 2 до 130 см -1 , граничащая с микроволновой областью, считается терагерцовой областью и может определять межмолекулярные колебания. [1] Названия и классификации этих субрегионов являются условными и лишь частично основаны на относительных молекулярных или электромагнитных свойствах.

Теория [ править ]

Образец ИК-спектрометра. чтение; это из бромметана (CH 3 Br), показывая пики около 3000, 1300 и 1000 см -1 (по горизонтальной оси).

Инфракрасная спектроскопия использует тот факт, что молекулы поглощают частоты, характерные для их структуры . Эти поглощения происходят на резонансных частотах , т. Е. Частота поглощенного излучения соответствует частоте колебаний. На энергии влияют форма поверхностей потенциальной энергии молекул , массы атомов и связанная с ними вибронная связь .

3D-анимация симметричного растяжения связей C – H бромметана.

В частности, в приближении Борна – Оппенгеймера и гармоническом приближении, т. Е. Когда молекулярный гамильтониан, соответствующий основному электронному состоянию, может быть аппроксимирован гармоническим осциллятором в окрестности равновесной геометрии молекулы , резонансные частоты связаны с нормальными модами колебаний. соответствующей поверхности потенциальной энергии основного электронного состояния молекулы. Резонансные частоты также связаны с прочностью связи и массой атомов на обоих концах. Таким образом, частота колебаний связана с определенным нормальным режимом движения и определенным типом связи.

Количество режимов вибрации [ править ]

Чтобы колебательная мода в образце была «ИК-активной», она должна быть связана с изменениями дипольного момента. Постоянный диполь не нужен, так как обычно требуется только изменение дипольного момента. [2]

Молекула может колебаться разными способами, и каждый из них называется модой колебаний. Для молекул с числом атомов N линейные молекулы имеют 3N - 5 степеней мод колебаний, тогда как нелинейные молекулы имеют 3N - 6 степеней мод колебаний (также называемых колебательными степенями свободы). Например, H 2 O , нелинейная молекула, будет иметь 3 × 3 - 6 = 3 степени колебательной свободы или моды.

Простые двухатомные молекулы имеют только одну связь и только одну колебательную полосу. Если молекула симметрична, например N 2 , полоса не наблюдается в ИК-спектре, а только в спектре комбинационного рассеяния . Асимметричные двухатомные молекулы, например CO , поглощают в ИК-спектре. Более сложные молекулы имеют много связей, и их колебательные спектры, соответственно, более сложные, т. Е. Большие молекулы имеют много пиков в своих ИК-спектрах.

Атомы в группе CH 2 X 2 , обычно присутствующие в органических соединениях и где X может представлять любой другой атом, могут колебаться девятью различными способами. Шесть из этих колебаний включают только часть CH 2 : две валентные моды (ν): симметричную (ν s ) и антисимметричную (ν as ); и четыре режима изгиба : надрез (δ), раскачивание (ρ), виляние (ω) и скручивание(τ), как показано ниже. Структуры, к которым не прикреплены две дополнительные группы X, имеют меньше режимов, потому что некоторые режимы определяются особыми отношениями с этими другими присоединенными группами. Например, в воде режимы качания, виляния и скручивания не существуют, потому что эти типы движений атомов H представляют собой простое вращение всей молекулы, а не колебания внутри нее. В случае более сложных молекул также могут присутствовать внеплоскостные (γ) колебательные моды. [3]

Симметрия

Направление
СимметричныйАнтисимметричный
Радиальный
Симметричное растяжение (ν s )
Антисимметричное растяжение (ν as )
Широта
Ножницы (δ)
Раскачивание (ρ)
Продольный
Виляние (ω)
Скручивание (τ)

Эти рисунки не представляют « отдачу » атомов C , которая, хотя и обязательно присутствует для уравновешивания общих движений молекулы, намного меньше, чем движения более легких атомов H.

Простейшие и наиболее важные или фундаментальные ИК-полосы возникают в результате возбуждений нормальных мод, простейших искажений молекулы, от основного состояния с колебательным квантовым числом v = 0 до первого возбужденного состояния с колебательным квантовым числом v = 1. В некоторых случаях случаях наблюдаются обертонные полосы . Обертонная полоса возникает из-за поглощения фотона, приводящего к прямому переходу из основного состояния во второе возбужденное колебательное состояние (v = 2). Такая полоса появляется примерно при удвоенной энергии основной полосы для той же нормальной моды. Некоторые возбуждения, так называемые комбинированные режимы, включают одновременное возбуждение более чем одного нормального режима. Явление резонанса Ферми может возникнуть, когда две моды подобны по энергии; Ферми резонанс приводит к неожиданному сдвигу в энергии и интенсивности полос и т.д. [ править ]

Практическая ИК-спектроскопия [ править ]

Инфракрасный спектр образца регистрируется путем пропускания через образец луча инфракрасного света. Когда частота ИК-излучения совпадает с частотой колебаний связи или совокупности связей, происходит поглощение. Исследование прошедшего света показывает, сколько энергии было поглощено на каждой частоте (или длине волны). Это измерение может быть достигнуто путем сканирования диапазона длин волн с помощью монохроматора . В качестве альтернативы, весь диапазон длин волн измеряется с помощью прибора преобразования Фурье, а затем с помощью специальной процедуры генерируется спектр пропускания или поглощения .

Этот метод обычно используется для анализа образцов с ковалентными связями . Простые спектры получены для образцов с небольшим количеством ИК-активных связей и высокой степенью чистоты. Более сложные молекулярные структуры приводят к большему количеству полос поглощения и более сложным спектрам.

Типичная ячейка ИК-раствора. Окна CaF 2 .

Подготовка образца [ править ]

Образцы газа [ править ]

Газообразные образцы требуют ячейки образца с длинной длиной путем , чтобы компенсировать разреженности. Длина пробоотборной ячейки зависит от концентрации интересующего соединения. Простая стеклянная трубка длиной от 5 до 10 см, оснащенная прозрачными для инфракрасного излучения окнами на обоих концах трубки, может использоваться для концентраций до нескольких сотен ppm. Концентрации измеряемого газа значительно ниже ppm могут быть измерены с помощью ячейки Уайта, в которой инфракрасный свет направляется зеркалами для прохождения через газ. Доступны ячейки Уайта с длиной оптического пути от 0,5 м до ста метров.

Жидкие образцы [ править ]

Жидкие образцы могут быть помещены между двумя пластинами соли (обычно хлорида натрия или поваренной соли, хотя также используется ряд других солей, таких как бромид калия или фторид кальция ). [4] Пластины прозрачны для инфракрасного света и не вносят никаких линий в спектр.

Твердые образцы [ править ]

Твердые образцы можно приготовить разными способами. Один из распространенных методов - раздавить образец маслянистым агентом для перемешивания (обычно минеральным маслом Nujol ). Тонкую пленку мулла наносят на пластинки соли и измеряют. Второй метод заключается в мелком измельчении некоторого количества образца со специально очищенной солью (обычно бромидом калия ) (для устранения эффекта рассеяния на крупных кристаллах). Затем эту порошковую смесь прессуют в механическом прессе, чтобы сформировать полупрозрачную таблетку, через которую может проходить луч спектрометра. [4] Третий метод - это метод «литье пленки», который используется в основном для полимерных материалов. Образец сначала растворяют в подходящем негигроскопичномрастворитель. Капля этого раствора наносится на поверхность ячейки из KBr или NaCl . Затем раствор упаривают досуха и непосредственно анализируют пленку, образовавшуюся на ячейке. Важно следить за тем, чтобы пленка не была слишком толстой, иначе свет не сможет пройти сквозь нее. Этот метод подходит для качественного анализа. Последний метод - с помощью микротомии вырезать тонкую (20–100 мкм) пленку из твердого образца. Это один из наиболее важных способов анализа вышедших из строя пластиковых изделий, например, потому, что сохраняется целостность твердого тела.

В фотоакустической спектроскопии необходимость в обработке образцов минимальна. Образец, жидкий или твердый, помещается в чашку для образца, которая вставляется в фотоакустическую ячейку, которая затем герметизируется для измерения. Образец может представлять собой цельный кусок, порошок или практически любую форму для измерения. Например, в чашку для образца можно вставить кусок камня и измерить спектр от него.

Сравнение со ссылкой [ править ]

Схема двухлучевого абсорбционного спектрометра. Пучок инфракрасного света создается, проходит через интерферометр (не показан) и затем разделяется на два отдельных луча. Один пропускается через образец, другой - через ссылку. Оба луча отражаются обратно к детектору, однако сначала они проходят через разделитель, который быстро меняет, какой из двух лучей попадает в детектор. Затем два сигнала сравниваются и получается распечатка. Эта «двухлучевая» установка дает точные спектры, даже если интенсивность источника света дрейфует со временем.

Обычно регистрируют спектр как пробы, так и «эталона». Этот шаг контролирует ряд переменных, например, инфракрасный детектор , который может влиять на спектр. Эталонное измерение позволяет исключить влияние прибора.

Соответствующий «эталон» зависит от измерения и его цели. Самым простым эталонным измерением является простое удаление образца (замена его воздухом). Однако иногда более полезна другая ссылка. Например, если образец представляет собой разбавленное растворенное вещество, растворенное в воде в химическом стакане, то хорошим эталонным измерением может быть измерение чистой воды в том же стакане. Тогда эталонное измерение нейтрализует не только все инструментальные свойства (например, какой источник света используется), но также светопоглощающие и светоотражающие свойства воды и стакана, а конечный результат просто покажет свойства растворенное вещество (по крайней мере, приблизительно).

Распространенный способ сравнения с эталоном - это последовательно: сначала измерить эталон, затем заменить эталон образцом и измерить образец. Этот метод не совсем надежен; Если инфракрасная лампа немного ярче во время эталонного измерения, затем немного тусклее во время измерения образца, измерение будет искажено. Более сложные методы, такие как «двухлучевая» установка (см. Рисунок), могут корректировать эти типы эффектов для получения очень точных результатов. Для статистической отмены этих ошибок можно использовать стандартный метод сложения .

Тем не менее, среди различных методов, основанных на абсорбции, которые используются для обнаружения газообразных веществ, в качестве метода без калибровки можно использовать кольцевую спектроскопию резонатора (CRDS). Тот факт, что CRDS основан на измерениях времени жизни фотонов (а не интенсивности лазера), делает его ненужным для какой-либо калибровки и сравнения с эталоном [5]

FTIR [ править ]

Основная статья: инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье
Интерферограмма измерения FTIR . По горизонтальной оси отложено положение зеркала, а по вертикальной оси - количество обнаруженного света. Это «необработанные данные», которые можно преобразовать Фурье для получения фактического спектра.

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) - это метод измерения, который позволяет записывать инфракрасные спектры. Инфракрасный свет проходит через интерферометр, а затем через образец (или наоборот). Движущееся зеркало внутри устройства изменяет распределение инфракрасного света, проходящего через интерферометр. Непосредственно записанный сигнал, называемый «интерферограммой», представляет световой поток как функцию положения зеркала. Метод обработки данных, называемый преобразованием Фурье, превращает эти необработанные данные в желаемый результат (спектр образца): световой поток как функция длины волны инфракрасного излучения (или, что эквивалентно, волнового числа).). Как описано выше, спектр образца всегда сравнивается с эталоном.

Альтернативным методом получения спектров является метод «дисперсионного» или «сканирующего монохроматора ». При таком подходе образец облучается последовательно с использованием отдельных длин волн. Дисперсионный метод более распространен в УФ-видимой спектроскопии , но менее практичен в инфракрасной области, чем метод FTIR. Одна из причин, по которой предпочтение отдается FTIR, называется « преимуществом Феллгетта » или «преимуществом мультиплексирования»: информация на всех частотах собирается одновременно, улучшая как скорость, так и отношение сигнал / шум . Другой вариант называется «Преимущество в пропускной способности Жакино»: для дисперсионного измерения требуется обнаружение гораздо более низких уровней освещенности, чем для измерения FTIR. [6]Есть и другие преимущества, а также некоторые недостатки [6], но практически все современные инфракрасные спектрометры являются приборами FTIR.

Инфракрасная микроскопия [ править ]

Существуют различные формы инфракрасной микроскопии . К ним относятся инфракрасные версии субдифракционной микроскопии [7] [8], такие как IR NSOM , [9] фототермическая микроскопия , нано-FTIR и инфракрасная спектроскопия на основе атомно-силового микроскопа (AFM-IR).

Другие методы молекулярной колебательной спектроскопии [ править ]

Инфракрасная спектроскопия - не единственный метод исследования колебательных спектров молекул. Рамановская спектроскопия включает в себя процесс неупругого рассеяния, в котором только часть энергии падающего фотона поглощается молекулой, а оставшаяся часть рассеивается и детектируется. Разность энергий соответствует поглощенной колебательной энергии.

Эти правила отбора для инфракрасного и для спектроскопии комбинационного рассеяния света различаются по меньшей мере , для некоторых молекулярных симметрии , так что эти два метода дополняют друг друга в том , что они наблюдают колебания различной симметрии.

Другой метод - это спектроскопия потерь энергии электронов (EELS), при которой поглощенная энергия обеспечивается неупруго рассеянным электроном, а не фотоном. Этот метод полезен для изучения колебаний молекул, адсорбированных на твердой поверхности.

Недавно EELS с высоким разрешением (HREELS) появился как метод для выполнения колебательной спектроскопии в просвечивающем электронном микроскопе (TEM). [10] В сочетании с высоким пространственным разрешением ПЭМ были выполнены беспрецедентные эксперименты, такие как измерения температуры в наномасштабе, [11] [12] картографирование изотопно меченых молекул, [13] картографирование фононных мод в положении - и импульсное пространство, [14] [15] колебательная поверхность и отображение объемных мод на нанокубах, [16] и исследования поляритонных мод в кристаллах Ван-дер-Ваальса. [17]Анализ колебательных мод, которые являются ИК-неактивными, но появляются в неупругом рассеянии нейтронов, также возможен с высоким пространственным разрешением с помощью EELS. [18] Хотя пространственное разрешение HREEL очень велико, диапазоны чрезвычайно широки по сравнению с другими методами. [10]

Компьютерная инфракрасная микроскопия [ править ]

Используя компьютерное моделирование и анализ в нормальном режиме , можно рассчитать теоретические частоты молекул. [19]

Полосы поглощения [ править ]

ИК-спектроскопия часто используется для идентификации структур, поскольку функциональные группы порождают характерные полосы как по интенсивности, так и по положению (частоте). Положения этих полос суммированы в корреляционных таблицах, как показано ниже.

Основная статья: Таблица корреляции инфракрасной спектроскопии
Список основных диапазонов ИК-спектроскопии. Например, карбоксильная группа будет содержать полосу C = O при 1700 см -1 и полосу OH при 3500 см -1 (общая группа -COOH). Волновые числа указаны в см −1 .

Регионы [ править ]

Спектрограф часто интерпретируется как имеющий две области. [20]

  • функциональная группа

В функциональной области существует от одного до нескольких впадин на функциональную группу. [20]

  • область отпечатка пальца

В области отпечатка пальца есть много впадин, которые образуют сложный узор, который можно использовать как отпечаток пальца для определения соединения. [20]

Правило Барсука [ править ]

Для многих типов образцов назначения известны, то есть какая деформация (-ы) связи связана с какой частотой. В таких случаях можно получить дополнительную информацию о прочности связи, опираясь на эмпирический принцип, называемый правилом Барсука . Первоначально опубликованное Ричардом Маклином Бэджером в 1934 году [21], это правило гласит, что сила связи (в терминах силовой постоянной) коррелирует с длиной связи. То есть увеличение прочности связи приводит к соответствующему укорачиванию связи и наоборот.

Использование и приложения [ править ]

Инфракрасный спектрофотометр для анализа репеллента Metadelphene, 1960 г.
США пищевых продуктов и медикаментов ученый использует портативное устройство инфракрасной спектроскопии вблизи обнаружить потенциально запрещенных веществ

Инфракрасная спектроскопия - это простой и надежный метод, широко используемый как в органической, так и в неорганической химии, в исследованиях и промышленности. Он используется в приложениях контроля качества, динамических измерений и мониторинга, таких как долгосрочное автоматическое измерение концентрации CO 2 в теплицах и камерах роста с помощью инфракрасных газоанализаторов.

Он также используется в судебно-медицинской экспертизе как по уголовным, так и по гражданским делам, например, для выявления деградации полимеров . Его можно использовать для определения содержания алкоголя в крови подозреваемого водителя в нетрезвом виде.

ИК-спектроскопия успешно используется для анализа и идентификации пигментов в картинах [22] и других предметах искусства [23], таких как освещенные рукописи . [24]

Полезный способ анализа твердых образцов без необходимости разрезания образцов - это использование НПВО или спектроскопии ослабленного полного отражения . При таком подходе образцы прижимаются к грани монокристалла. Инфракрасное излучение проходит через кристалл и взаимодействует с образцом только на границе раздела двух материалов.

С развитием технологий компьютерной фильтрации и обработки результатов образцы в растворе теперь могут быть точно измерены (вода дает широкое поглощение во всем интересующем диапазоне и, таким образом, делает спектры нечитаемыми без компьютерной обработки).

Некоторые инструменты также автоматически идентифицируют измеряемое вещество на основе хранилища тысяч эталонных спектров, хранящихся в хранилище.

Инфракрасная спектроскопия также полезна для измерения степени полимеризации при производстве полимеров . Изменения в характере или количестве конкретной облигации оцениваются путем измерения с определенной периодичностью во времени. Современные исследовательские инструменты могут выполнять инфракрасные измерения в интересующем диапазоне до 32 раз в секунду. Это можно сделать при одновременных измерениях другими методами. Это делает наблюдения за химическими реакциями и процессами более быстрыми и точными.

Инфракрасная спектроскопия также успешно применяется в области полупроводниковой микроэлектроники: [25] например, инфракрасная спектроскопия может применяться к полупроводникам, таким как кремний , арсенид галлия , нитрид галлия , селенид цинка , аморфный кремний, нитрид кремния и т. Д.

Еще одно важное применение инфракрасной спектроскопии - это пищевая промышленность для измерения концентрации различных соединений в различных пищевых продуктах [26] [27].

Инструменты теперь маленькие, и их можно транспортировать даже для использования в полевых испытаниях.

Инфракрасная спектроскопия также используется в устройствах обнаружения утечек газа, таких как DP-IR и EyeCGA. [28] Эти устройства обнаруживают утечки углеводородного газа при транспортировке природного газа и сырой нефти.

В феврале 2014 года НАСА объявило о значительно обновленной базе данных [29], основанной на ИК-спектроскопии, для отслеживания полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) во Вселенной . По мнению ученых, более чем на 20% от углерода во Вселенной может быть связана с ПАУ, возможными исходными материалами для формирования из жизни . Похоже, что ПАУ образовались вскоре после Большого взрыва , широко распространены по всей Вселенной и связаны с новыми звездами и экзопланетами . [30]

Недавние разработки включают миниатюрный ИК-спектрометр, связанный с облачной базой данных и подходящий для личного повседневного использования [31], и микросхемы для спектроскопии NIR [32], которые можно встраивать в смартфоны и различные гаджеты.

Изотопные эффекты [ править ]

Различные изотопы одного вида могут проявлять разные мелкие детали в инфракрасной спектроскопии. Например, частота растяжения O – O (в обратных сантиметрах) оксигемоцианина экспериментально определена как 832 и 788 см –1 для ν ( 16 O– 16 O) и ν ( 18 O– 18 O), соответственно.

Рассматривая связь O – O как пружину, частоту поглощения можно рассчитать как волновое число [= частота / (скорость света)].

где k - жесткость связки, c - скорость света, а μ - приведенная масса системы A – B:

( - масса атома ).

Приведенные массы для 16 O– 16 O и 18 O– 18 O могут быть приблизительно равны 8 и 9 соответственно. Таким образом

Было обнаружено, что влияние изотопов как на колебания, так и на динамику распада сильнее, чем считалось ранее. В некоторых системах, таких как кремний и германий, распад антисимметричной моды межузельного кислорода включает симметричную моду растяжения с сильной изотопной зависимостью. Например, было показано, что для образца природного кремния время жизни антисимметричного колебания составляет 11,4 пс. Когда изотоп одного из атомов кремния увеличивается до 29 Si, время жизни увеличивается до 19 пс. Аналогичным образом, когда атом кремния заменяется на 30 Si, время жизни становится 27 пс. [33]

Двумерный ИК [ править ]

Анализ двумерной инфракрасной корреляционной спектроскопии объединяет несколько образцов инфракрасных спектров для выявления более сложных свойств. Расширение спектральной информации возмущенного образца упрощает спектральный анализ и повышает разрешение. Двухмерные синхронные и двухмерные асинхронные спектры представляют собой графический обзор спектральных изменений, вызванных возмущением (например, изменяющейся концентрацией или изменением температуры), а также взаимосвязью между спектральными изменениями при двух разных волновых числах.

Основная статья: Двумерная инфракрасная спектроскопия
Последовательность импульсов, используемая для получения двумерного инфракрасного спектра с преобразованием Фурье. Период времени обычно называют временем согласования, а второй период времени известен как время ожидания. Частота возбуждения получается преобразованием Фурье по оси.

Нелинейная двумерная инфракрасная спектроскопия [34] [35] является инфракрасной версией корреляционной спектроскопии . Нелинейная двумерная инфракрасная спектроскопия - это метод, который стал доступным с развитием фемтосекундных инфракрасных лазерных импульсов. В этом эксперименте сначала на образец подается набор импульсов накачки. Затем следует время ожидания, в течение которого системе позволяют расслабиться. Типичное время ожидания составляет от нуля до нескольких пикосекунд, и его продолжительность можно регулировать с разрешением в десятки фемтосекунд. Затем применяется зондирующий импульс, в результате чего из образца излучается сигнал. Нелинейный двумерный инфракрасный спектр представляет собой двумерный корреляционный график частоты ω1, который возбуждается начальными импульсами накачки, а частота ω 3 возбуждается пробным импульсом после времени ожидания. Это позволяет наблюдать связь между различными колебательными модами; благодаря исключительно высокому временному разрешению его можно использовать для мониторинга молекулярной динамики в пикосекундной шкале времени. Этот метод до сих пор остается малоизученным и становится все более популярным в фундаментальных исследованиях.

Как и в случае спектроскопии двумерного ядерного магнитного резонанса ( 2DNMR ), этот метод расширяет спектр в двух измерениях и позволяет наблюдать кросс-пики, содержащие информацию о связи между различными модами. В отличие от 2DNMR, нелинейная двумерная инфракрасная спектроскопия также включает возбуждение до обертонов. Эти возбуждения приводят к появлению пиков поглощения в возбужденном состоянии, расположенных ниже диагональных и поперечных пиков. В 2DNMR две разные техники: УЮТНЫЙ и НЕСОВЕРШЕННЫЙ., часто используются. Перекрестные пики в первом случае связаны со скалярным взаимодействием, а во втором - с передачей спина между разными ядрами. В нелинейной двумерной инфракрасной спектроскопии используются аналоги этих методов 2DNMR. Нелинейная двумерная инфракрасная спектроскопия с нулевым временем ожидания соответствует CZY, а нелинейная двумерная инфракрасная спектроскопия с конечным временем ожидания, допускающим колебательный перенос населения, соответствует NOESY. Вариант COSY нелинейной двумерной инфракрасной спектроскопии был использован для определения содержания вторичной структуры белков. [36]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Zeitler JA, Taday PF, Newnham DA, перец M, Гордон KC, Rades T (февраль 2007). «Терагерцовая импульсная спектроскопия и визуализация в фармацевтике - обзор». Журнал фармации и фармакологии . 59 (2): 209–23. DOI : 10,1211 / jpp.59.2.0008 . PMID  17270075 .
  2. ^ Atkins PW де Паула J (2009). Элементы физической химии (5-е изд.). Оксфорд: Oxford UP с. 459. ISBN. 978-0-19-922672-6.
  3. Перейти ↑ Schrader B (1995). Инфракрасная и рамановская спектроскопия: методы и приложения . Нью-Йорк: VCH, Weinheim. п. 787. ISBN. 978-3-527-26446-9.
  4. ^ а б Харвуд LM, Moody CJ (1989). Экспериментальная органическая химия: принципы и практика (иллюстрированный ред.). Вили-Блэквелл. п. 292 . ISBN 978-0-632-02017-1.
  5. ^ Шадман S, Rose C, Ялинь AP (2016). «Датчик кольцевой спектроскопии с открытым оптическим каналом для атмосферного аммиака». В прикладной физике . 122 (7): 194. Bibcode : 2016ApPhB.122..194S . DOI : 10.1007 / s00340-016-6461-5 .
  6. ^ a b Хроматография / инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье и ее приложения , Роберт Уайт, стр. 7
  7. ^ HM Pollock и SG Kazarian, Microspectroscopy in the Mid-Infrared, in Encyclopedia of Analytical Chemistry (Роберт А. Мейерс, Эд, 1-26 (2014), John Wiley & Sons Ltd,
  8. Перейти ↑ Pollock Hubert M (2014). «Микроспектроскопия в среднем инфракрасном диапазоне». Энциклопедия аналитической химии . С. 1–26. DOI : 10.1002 / 9780470027318.a5609.pub2 . ISBN 9780470027318.
  9. ^ HM Pollock и DA Smith, Использование зондов ближнего поля для колебательной спектроскопии и фототермической визуализации, в Справочнике по колебательной спектроскопии, JM Chalmers и PR Griffiths (eds), John Wiley & Sons Ltd, Vol. 2. С. 1472 - 1492 (2002).
  10. ^ а б Криванек О.Л., Лавджой Т.К., Деллби Н., Аоки Т., Карпентер Р.В., Рез П. и др. (Октябрь 2014 г.). «Колебательная спектроскопия в электронном микроскопе». Природа . 514 (7521): 209–12. Bibcode : 2014Natur.514..209K . DOI : 10,1038 / природа13870 . PMID 25297434 . 
  11. ^ Idrobo JC, Lupini AR, Feng T, Unocic RR, Walden FS, Gardiner DS и др. (Март 2018 г.). «Измерение температуры с помощью электронного зонда в наномасштабе с использованием спектроскопии усиления и потерь энергии» . Письма с физическим обзором . 120 (9): 095901. Bibcode : 2018PhRvL.120i5901I . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.120.095901 . PMID 29547334 . 
  12. ^ Лагос MJ, Batson PE (июль 2018). «Термометрия с субнанометровым разрешением в электронном микроскопе с использованием принципа детальной балансировки». Нано-буквы . 18 (7): 4556–4563. Bibcode : 2018NanoL..18.4556L . DOI : 10.1021 / acs.nanolett.8b01791 . PMID 29874456 . 
  13. ^ Hachtel JA, Huang J, Popovs I, Jansone-Popova S, Keum JK, Jakowski J, et al. (Февраль 2019). «Идентификация сайт-специфичных изотопных меток методом колебательной спектроскопии в электронном микроскопе» . Наука . 363 (6426): 525–528. Bibcode : 2019Sci ... 363..525H . DOI : 10.1126 / science.aav5845 . PMID 30705191 . 
  14. ^ Hage FS, Nicholls RJ, Yates JR, McCulloch DG, Lovejoy TC, Dellby N и др. (Июнь 2018). «Наномасштабная колебательная спектроскопия с импульсным разрешением» . Наука продвигается . 4 (6): eaar7495. Bibcode : 2018SciA .... 4.7495H . DOI : 10.1126 / sciadv.aar7495 . PMC 6018998 . PMID 29951584 .  
  15. ^ Сенга R, Suenaga К, Р Бароне, Моришита S, Маури Ж, Пичлер Т (сентябрь 2019). «Отображение положения и импульса колебаний в графеновых наноструктурах». Природа . 573 (7773): 247–250. arXiv : 1812.08294 . Bibcode : 2019Natur.573..247S . DOI : 10.1038 / s41586-019-1477-8 . PMID 31406319 . 
  16. ^ Лагос MJ, Trügler A, Hohenester U, Batson PE (март 2017). «Отображение колебательных поверхностных и объемных мод в одном нанокубе». Природа . 543 (7646): 529–532. Bibcode : 2017Natur.543..529L . DOI : 10,1038 / природа21699 . PMID 28332537 . 
  17. ^ Govyadinov А.А., Konečná А, Чувилин А, Велеса S, Dolado я, Никитин А. Я. и др. (Июль 2017 г.). «Исследование гиперболических поляритонов низких энергий в кристаллах Ван-дер-Ваальса с помощью электронного микроскопа» . Nature Communications . 8 (1): 95. arXiv : 1611.05371 . Bibcode : 2017NatCo ... 8 ... 95g . DOI : 10.1038 / s41467-017-00056-у . PMC 5522439 . PMID 28733660 .  
  18. ^ Venkatraman К, Левин Б.Д., март K, P Rez, Крозье PA (2019). «Колебательная спектроскопия атомного разрешения с рассеянием электронного удара». Физика природы . 15 (12): 1237–1241. arXiv : 1812.08895 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0675-5 .
  19. ^ Хеншель Н, Андерссон АТ, Jespers Вт, Мехди Ghahremanpour М, ван - дер - Spoel D (май 2020). «Теоретические инфракрасные спектры: количественные меры подобия и силовые поля» . Журнал химической теории и вычислений . 16 (5): 3307–3315. DOI : 10.1021 / acs.jctc.0c00126 . PMC 7304875 . PMID 32271575 .  
  20. ^ а б в Смит Дж. Г. (2011). «Глава 13 Масс-спектрометрия и инфракрасная спектроскопия» (Книга) . В Hodge T, Nemmers D, Klein J (ред.). Органическая химия (3-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. С. 463–488. ISBN  978-0-07-337562-5.
  21. Перейти ↑ Badger R (1934). «Связь между межъядерными расстояниями и константами силы связи» (PDF) . Журнал химической физики . 2 (3): 128. Полномочный код : 1934JChPh ... 2..128B . DOI : 10.1063 / 1.1749433 .
  22. ^ Инфракрасная спектроскопия в ColourLex. Проверено 11 декабря 2015 г.
  23. ^ Деррик М.Р., Стулик D, Лэндри JM (2000). «Инфракрасная спектроскопия в науке о сохранении природы, научные инструменты для сохранения» (PDF) . Публикации Getty . Проверено 11 декабря 2015 . Cite journal requires |journal= (help)
  24. ^ Риккарди П. «Раскрытие секретов иллюминированных рукописей» . Проверено 11 декабря 2015 .
  25. ^ Lau WS (1999). Инфракрасная характеристика для микроэлектроники . World Scientific. ISBN 978-981-02-2352-6.
  26. Перейти ↑ Osborne BG (2006). «Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне в анализе пищевых продуктов». Энциклопедия аналитической химии . Джон Вили и сыновья. DOI : 10.1002 / 9780470027318.a1018 . ISBN 9780470027318.
  27. ^ Вильяр A, E Gorritxategi, Aranzabe E, S Фернандеса, Otaduy D, Фернандес LA (декабрь 2012). «Недорогой датчик видимого диапазона в ближнем инфракрасном диапазоне для оперативного мониторинга содержания жира и жирных кислот в процессе производства молока». Пищевая химия . 135 (4): 2756–60. DOI : 10.1016 / j.foodchem.2012.07.074 . PMID 22980869 . 
  28. ^ www.TRMThemes.com, TRM Theme by. «Инфракрасные (ИК) / оптические архивы - Консультанты по здравоохранению» . Консультанты по здравоохранению . Проверено 12 апреля 2016 .
  29. ^ База данных
  30. ↑ Hoover R (21 февраля 2014 г.). «Нужно отслеживать органические наночастицы по всей Вселенной? У НАСА есть для этого приложение» . НАСА . Проверено 22 февраля 2014 года .
  31. ^ «Что случилось, когда мы пошли за покупками продуктового анализатора SCiO» . IEEE Spectrum: Новости технологий, инженерии и науки . 2017-03-14 . Проверено 23 марта 2017 .
  32. ^ «Обзор новых малых технологий для измерений в ближней инфракрасной области» . www.americanpharmaceuticalreview.com . Проверено 23 марта 2017 .
  33. ^ Kohli KK, Davies G, Vinh NQ, West D, Estreicher SK, Gregorkiewicz T и др. (Июнь 2006 г.). «Изотопная зависимость времени жизни колебания кислорода в кремнии». Письма с физическим обзором . 96 (22): 225503. Bibcode : 2006PhRvL..96v5503K . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.96.225503 . PMID 16803320 . 
  34. Перейти ↑ Hamm P, Lim MH, Hochstrasser RM (1998). «Структура полосы амида I пептидов, измеренная с помощью фемтосекундной нелинейной инфракрасной спектроскопии». J. Phys. Chem. B . 102 (31): 6123–6138. DOI : 10.1021 / jp9813286 .
  35. ^ Mukamel S (2000). «Многомерная фемтосекундная корреляционная спектроскопия электронных и колебательных возбуждений» . Ежегодный обзор физической химии . 51 (1): 691–729. Bibcode : 2000ARPC ... 51..691M . DOI : 10.1146 / annurev.physchem.51.1.691 . PMID 11031297 . 
  36. ^ Demirdöven N, Cheatum СМ, Chung HS, Халил М, Knoester Дж, Tokmakoff А (июнь 2004 г.). «Двумерная инфракрасная спектроскопия вторичной структуры антипараллельного бета-слоя» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 126 (25): 7981–90. DOI : 10.1021 / ja049811j . PMID 15212548 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Инфракрасная спектроскопия для химиков-органиков
  • База данных спектра органических соединений