Nøkkelforskjellen mellom fermi-resonans og overtoner i IR-spektre er at fermi-resonans er forskyvningen av energiene og intensitetene til absorpsjonsbånd i IR-spektre eller Raman-spektre, mens overtoner i IR-spektre er spektralbånd som forekommer i et vibrasjonsspektrum ved overgangen til et molekyl fra grunntilstanden til den andre eksiterte tilstanden.
IR-spektre eller IR-spektrum er resultatet av IR-spektroskopi, der IR-stråling brukes til å analysere en prøve. Her kan vi observere samspillet mellom materie og IR-stråling. Vi kan få IR-spektra fra absorpsjonsspektroskopi. IR-spektroskopi brukes til identifikasjon og analyse av kjemiske stoffer i en gitt prøve. Denne prøven kan være et fast stoff, væske eller gass. Infrarødt spektrofotometer er instrumentet vi bruker til denne prosessen. IR-spekteret er en graf, og det har en absorbans av lys av prøven i y-aksen og bølgelengde eller frekvensen av IR-lys i x-aksen. Frekvensenheten vi bruker her er gjensidige centimeter (per centimeter eller cm-1). Hvis vi bruker bølgelengde i stedet for frekvens, er måleenheten mikrometer.
Hva er Fermi Resonance?
Fermi-resonans er forskyvningen av energiene og intensitetene til adsorpsjonsbåndene i et IR-spektrum eller et Raman-spektrum. Denne resonanstilstanden skapes som en konsekvens av den kvantemekaniske bølgefunksjonsblandingen. Dette konseptet ble introdusert av den italienske fysikeren Enrico Fermi, som denne resonansen er oppk alt etter.
Hvis det oppstår en fermi-resonans, er det to betingelser som må oppfylles: (1) transformasjon av de to vibrasjonsmodusene til et molekyl i henhold til den samme irreduserbare representasjonen i den molekylære punktgruppen (som betyr at symmetrien til to vibrasjoner må være like) (2) overganger har lignende energier tilfeldigvis.
Figur 1: Ideelt utseende for en normal modus og en overtone før og etter forekomsten av Fermi-resonans
Ofte, hvis fundamental- og overtone-eksitasjonene nesten faller sammen med Fermi-resonans i energi, oppstår Fermi-resonans mellom fundamental- og overtone-eksitasjoner. Dessuten er det to store effekter på spekteret ledet av Fermi-resonans:
- Skifting av høyenergimodus til høyere energi og skifting av lavenergimodus til lavere energi
- Øker intensiteten til den svakere modusen mens det mer intense båndet har en tendens til å avta i intensitet
Hva er overtoner i IR-spektra?
Overtone i IR-spektrum er spektralbåndet som eksisterer i et vibrasjonsspektrum til et molekyl når dette molekylet går over fra grunntilstanden til en andre eksitert tilstand. Med andre ord skjer overgangen til molekylet fra v=0 til v=2 hvor v er vibrasjonskvantetallet. Vi kan få v fra å løse Schrodinger-ligningen for det aktuelle molekylet.
Figur 02: Schrodinger-ligning
Når man studerer vibrasjonsspektra til molekyler, har de kjemiske bindingsvibrasjonene en tendens til å være omtrentlige som enkle harmoniske oscillatorer. Derfor trenger vi et kvadratisk potensial som skal brukes i Schrodinger-ligningen for å løse vibrasjonsenergiens egenverdier. Vanligvis er disse energitilstandene kvantiserte, og de har bare diskrete verdier for energi. Hvis vi sender elektromagnetisk stråling gjennom prøven, har molekylene en tendens til å absorbere energien fra EMR og endre vibrasjonsenergitilstanden til molekylet.
Hva er forskjellen mellom fermi-resonans og overtoner i IR-spektra?
Nøkkelforskjellen mellom Fermi-resonans og overtoner i IR-spektre er at Fermi-resonansen er forskyvningen av energiene og intensitetene til absorpsjonsbånd i IR-spektra eller Raman-spektre, mens overtoner i IR-spektre er spektralbånd som forekommer i et vibrasjonsspektrum ved overgangen til et molekyl fra grunntilstanden til den andre eksiterte tilstanden.
Den følgende tabellen oppsummerer forskjellen mellom Fermi-resonans og overtoner i IR-spektra.
Sammendrag – Fermi Resonance vs Overtones in IR Spectra
Nøkkelforskjellen mellom Fermi-resonans og overtoner i IR-spektre er at fermi-resonans er forskyvningen av energiene og intensitetene til absorpsjonsbånd i IR-spektre eller Raman-spektre, mens overtoner i IR-spektre er spektralbånd som forekommer i et vibrasjonsspektrum ved overgangen til et molekyl fra grunntilstanden til den andre eksiterte tilstanden.
