Энциклопедический словарь нанотехнологий

КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

Термин
колебательная спектроскопия
Термин на английском
vibrational spectroscopy, IR-spectroscopy, FTIR-spectroscopy
Синонимы
ИК-спектроскопия
Аббревиатуры
Связанные термины
микроволновая спектроскопия, электронно-колебательная спектроскопия
Определение
семейство методов исследования строения вещества поколебательнымспектрам поглощения или излучения света, связанным с переходами между энергетическими состояниями, характеризующимися различнымиколебаниямиатомов относительно равновесных положений
Описание

Колебательные спектры являются чрезвычайно специфическими и чувствительными характеристиками молекул, поэтому их широко применяют в химических исследованиях. Достоинством методов колебательной спектроскопии является то, что их можно использовать для исследования практически любого вещества в любом агрегатном состоянии (газообразном, жидком или твердом, в том числе кристаллов и аморфных тел). Для получения колебательных спектров достаточно очень малого количества исследуемого материала (в зависимости от типа и чувствительности спектрометра - вплоть до нескольких миллиграммов).

Большинство известных колебательных частот лежит в диапазоне 1012-1014Гц, что соответствует инфракрасному (ИК) диапазону электромагнитного излучения. Полосы поглощения или излучения, соответствующие колебаниям пар атомов друг относительно друга (т. н.валентнымколебаниям), а также колебаниям групп атомов, изучены как экспериментально, так и теоретически для обширного класса веществ и доступны в справочной литературе.

Основными методами колебательной спектроскопии являются ИК-спектроскопия и метод комбинационного рассеяния света (КР), также называемый Рамановским рассеянием. ИК-спектры являются спектрами поглощения, и при их интерпретации оперируют понятиямипиков поглощения.КР-спектры являются спектрами флуоресценции (излучения) .

ИК-спектрометры, точнее,ИК-Фурьеспектрометры позволяют быстро получать колебательные спектры жидкостей и газов, а также твердых тел, достаточно прозрачных в исследуемой области частоты излучения (~40-6000 см-1для самых распространенных приборов), что позволяет производить качественный и количественный анализ образцов.Для исследования сильно поглощающих материалов доступен также метод нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО), позволяющий получить спектр вещества, находящегося на поверхности образца.

Вследствие того, что некоторые колебательные переходы могут быть запрещеныправилами отбора,ряд колебательных частот, присущих характерным структурным группам, может отсутствовать в спектрах, регистрируемых ИК-спектрометрами. В этом случае на помощь может прийти метод КР - если, конечно, соответствующие спектральные полосы разрешены правилами отбора для излучательных переходов.

Одним из наиболее наглядных примеров эффективного применения колебательной спектроскопии в современных условиях может служить определение структуры графена по характерному для группового колебания атомов углеродной решетки пику комбинационного рассеяния в области 1600 см-1. Подробнее оправилах отборасм. статью электронно-колебательная спектроскопия.

Авторы
  • Лурье Сергей Леонидович, к.ф.-м.н.
Ссылки
  1. Пентин Ю.А.,Вилков Л.В."Физические методы исследования в химии". М. "Мир" 2006 - 683 с.
Иллюстрации

ИК (вверху) и КР (внизу) спектры бензола C6H6


Источник: Пентин Ю.А., Вилков Л.В. "Физические методы исследования в химии". - М. "Мир", 2006 - 683 с.

Теги
Разделы
Аналитические методы (в том числе анализ поверхности)
Оптический контроль (профилометрия, флуоресценция, эллипсометрия, конфокальная микроскопия)
Нелинейно-оптические методы, в том числе рамановская спектроскопия
Методы сертификации и контроля наноматериалов и диагностики их функциональных свойств
Методы диагностики и исследования наноструктур и наноматериалов
(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)

  1. колебательная спектроскопия—oscillation spectroscopy...Русско-английский словарь по физике
  2. колебательная спектроскопия—тербелулк спектроскопия...Русско-казахский терминологический словарь «Горное дело и металлургия»
  3. колебательная спектроскопия—Schwingungsspektroskopie...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
  4. колебательная спектроскопия—Schwingungsspektroskopie...Русско-немецкий химический словарь
  5. колебательная спектроскопия—spectroscopie de vibration spectroscopie vibrationnelle...Русско-французский словарь по химии