b'\n_START_ARTICLE_\nInfrarde\xc4\x8da spektroskopija\n_START_PARAGRAPH_\nInfrarde\xc4\x8da spektroskopija (IR spektroskopija ali vibracijska spektroskopija) je spektroskopska metoda, pri kateri opazujemo interakcijo infrarde\xc4\x8de svetlobe s snovjo. Del spektra resonan\xc4\x8dno vzbudi nihanja atomov v molekuli, s \xc4\x8dimer pride do absorpcije svetlobe._NEWLINE_Za dani vzorec snovi se lahko s pomo\xc4\x8djo infrarde\xc4\x8de spektroskopije z napravo, ki se imenuje infrarde\xc4\x8di spektrometer, izmeri infrarde\xc4\x8di spekter opazovane snovi. Osnovni IR spekter snovi je graf absorpcije infrarde\xc4\x8de svetlobe (ali njene transmisivnosti) na navpi\xc4\x8dni osi in valovno \xc5\xa1tevilo v enotah recipro\xc4\x8dnih centimetrov (cm\xe2\x81\xbb\xc2\xb9) na vodoravni osi._NEWLINE_Ker imajo molekule razli\xc4\x8dne resonan\xc4\x8dne frekvence, pride do absorpcije v razli\xc4\x8dnih delih infrarde\xc4\x8dega spektra. Molekule imajo razli\xc4\x8dne resonan\xc4\x8dne frekvence zaradi razli\xc4\x8dne strukture. Infrarde\xc4\x8da spektroskopija se tako uporablja predvsem za identifikacijo in opazovanje kemijskih spojin, ki se jih prepozna iz zna\xc4\x8dilnega infrarde\xc4\x8dega spektra. Glavna uporaba IR spektroskopije je v organski kemiji.\n_START_SECTION_\nTeorija\n_START_PARAGRAPH_\nFoton v IR spektru, ki ga absorbira molekula, lahko vzbudi enega od vibracijskih na\xc4\x8dinov molekule le, \xc4\x8de je razlika energije med vibracijskima stanjema enaka energiji fotona. Energija fotona je , kjer je h Planckova konstanta, \xce\xbd pa frekvenca fotona._NEWLINE_Energija harmonskega oscilatorja, ki je dober model atomov vezanih na molekulo, je kvantizirana: , kjer n = 0,1,2,3,... in \xce\xbd frekvenca vibracijskega nihanja v molekuli. Pri sobni temperaturi ve\xc4\x8dina molekul nima vzbujenih vibracijskih na\xc4\x8dinov, kar pomeni n = 0. Ob absorpciji fotona preide molekula v enega izmed vibracijskih na\xc4\x8dinov, po navadi v 1. vzbujeno stanje: , . Iz tega sledi, da je frekvenca vpadne svetlobe enaka frekvenci vzbujenega nihanja. _NEWLINE_Za izra\xc4\x8dun vibracijske frekvence dvoatomne molekule lahko uporabimo model nihala na vzmet, katerega lastna frekvenca je:_NEWLINE_,_NEWLINE_kjer \xce\xbc reducirana masa, k pa konstanta vzmeti, ki je sorazmerna s trdnostjo molekularne vezi. Na energijo vibracijskega na\xc4\x8dina poleg mase in vrste vezi vplivata \xc5\xa1e geometrijska razporeditev atomov v molekuli in kemi\xc4\x8dna sestava okolja.\n_START_SECTION_\nUporaba\n_START_PARAGRAPH_\nInfrarde\xc4\x8da spektroskopija je enostavna in zanesljiva tehnika, ki se jo pogosto uporablja v raziskavah in industriji, v organski in anorganski kemiji. _NEWLINE_Uporaba infrarde\xc4\x8de spektroskopijo je zelo univerzalna. Ker ima ve\xc4\x8dina molekul vibracijske prehode v infrarde\xc4\x8dem delu spektra, se lahko spekter izmeri vzorcem trdnin, kapljevin, plinov, pra\xc5\xa1kov, polimerov, organskih, anorganskih, biolo\xc5\xa1kih materialov, \xc4\x8distih snovi in me\xc5\xa1anic. Pomembno je tudi, da infrarde\xc4\x8di spektri vsebujejo veliko informacij o sestavi snovi. Iz pozicije vrhov se dolo\xc4\x8di strukturo molekul v vzorcu, medtem ko se iz vi\xc5\xa1ine vrhov dolo\xc4\x8di koncentracije posameznih molekul v vzorcu. Poleg tega se lahko za nekatere vzorce iz \xc5\xa1irine vrhov v spektru oceni kemijsko okolje molekul, na primer pH vrednost in prisotnost vodikovih vezi. _NEWLINE_Prednost infrarde\xc4\x8de spektroskopije je tudi v tem, da se meritev spektra lahko izvede hitro, \xc5\xbee v nekaj minutah. Prav tako so infrarde\xc4\x8di spektrometri cenej\xc5\xa1i od ostalih instrumentov (na primer jedrske magnetne resonance) za identifikacijo snovi. _NEWLINE_Pomankljivost infrarde\xc4\x8de spektroskopije je, da nekatere snovi nimajo merljivega spektra v IR obmo\xc4\x8dju, tako da meritev z absorpcijo ni mogo\xc4\x8da. Individualni atomi, ki se ne ve\xc5\xbeejo s kemijskimi vezmi, nimajo vibracijskih stanj, tako da je njihova detekcija z infrarde\xc4\x8dim spektrometrom ni mogo\xc4\x8da. Prav tako, nimajo vibraciskih na\xc4\x8dinov v IR spektru simetri\xc4\x8dne dvoatomne molekule npr. dvoatomni kisik in du\xc5\xa1ik. Te\xc5\xbeavna je tudi indentifikacija molekul v me\xc5\xa1anici ve\xc4\x8d snovi. Zaradi prisotnosti ve\xc4\x8d molekul z razli\xc4\x8dnimi vrhovi postane IR spekter kompleksen, tako da je identifikacija posameznih snovi v me\xc5\xa1anici zahtevna. _NEWLINE_Nekaj primerov uporabe:_NEWLINE_- IR spektroskopija je bila uspe\xc5\xa1no uporabljena v analizi in identifikaciji pigmentov v slikah in drugih umetni\xc5\xa1kih objektih, kot so na primer Iluminirani rokopisi ._NEWLINE_- Uporablja se jo za analizo polimerov, saj se lahko s pomo\xc4\x8djo IR spektroskopije dolo\xc4\x8di sestavo, strukturo in medmolekulske interakcije v vzorcu ._NEWLINE_- Infrarde\xc4\x8da spektroskopija je prav tako uporabljena v prehrambeni industriji. Uporablja se za meritve koncentracij razli\xc4\x8dnih sestavin v prehranskih produktih .\n_START_SECTION_\nDisperzijski spektrometer\n_START_PARAGRAPH_\nDisperzijski (angl. dispersive) IR spektrometer je tip spektrometra, ki za delovanje uporablja monokromator. Monokromator v disperzijskem spektrometru deluje tako, da se iz vira svetlobe, ki tipi\xc4\x8dno sveti v \xc5\xa1irokem pasu razli\xc4\x8dnih valovnih dol\xc5\xbein, z uklonsko mre\xc5\xbeico ali prizmo izbere ozek del spektra z dobro dolo\xc4\x8deno valovno dol\xc5\xbeino. Meritev se izvede tako, da se na monokromatorju spreminja valovno dol\xc5\xbeino svetlobe, ki pade na vzorec. Celoten IR spekter vzorca se dolo\xc4\x8di s stopnjo absorpcije v vzorcu v odvisnosti od izbrane valovne dol\xc5\xbeine na monokromatorju .\n_START_SECTION_\nFTIR\n_START_PARAGRAPH_\nFTIR (Fourerovo Transformirana IR svetloba) je merska metoda, ki s posebnim instrumentom posname infrarde\xc4\x8di spekter vzorca. Infrarde\xc4\x8do svetlobo se vodi skozi interferometer in nato skozi vzorec (ali obratno). Najbolj pogost tip interferometra v uporabi danes je Michelsonov interferometer. S premikanjem enega izmed zrcal se spreminja opti\xc4\x8dna pot enega izmed \xc5\xbearkov. Intenziteta svetlobe na detektorju se s premikanjem zrcala spreminja zaradi konstruktivne ali destruktivne interference obeh \xc5\xbearkov. Graf intenzitete svetlobe v odvisnosti od razlike opti\xc4\x8dne poti \xc5\xbearkov imenujemo interferogram. Ta je osnovna meritev metode FTIR. Spekter vzorca izra\xc4\x8dunamo s Fourierovo transformacijo interferograma. _NEWLINE_Do leta 1950 so vsi instrumenti za detekcijo absorpcije IR svetlobe uporabljali disperzijske spektrometre. Do danes so jih nadomestili FTIR spektrometri, saj imajo poleg ugodnej\xc5\xa1e cene \xc5\xa1tevine prednosti pred disperzijskimi interferometri. Med pomembnimi prednostmi FTIR metode je visoko razmerje med absorpcijskim signalom vzorca in \xc5\xa1umom sistema. Poleg tega so meritve spekter zelo dobro ponovljive. Tako lahko z ve\xc4\x8d zaporednimi meritvami interferogramov \xc5\xa1e dodatno izbolj\xc5\xa1amo razmerje med signalom in \xc5\xa1umom. Zaradi viskokega razmerja signal/\xc5\xa1um je mogo\xc4\x8da meritev spektra \xc5\xbee zelo majhne koli\xc4\x8dine snovi. Poleg tega lahko zaradi visoke natan\xc4\x8dnosti bolj to\xc4\x8dno dolo\xc4\x8dimo razmerja koncentracij snovi v vzorcu .'