تفاوت اصلی بین رزونانس فرمی و فراتون در طیف‌های IR این است که رزونانس فرمی تغییر انرژی و شدت باندهای جذب در طیف‌های IR یا طیف‌های رامان است، در حالی که تون‌ها در طیف‌های IR باندهای طیفی هستند که در طیف‌های IR رخ می‌دهند. طیف ارتعاشی پس از انتقال یک مولکول از حالت پایه به حالت برانگیخته دوم.
طیف IR یا طیف IR نتیجه طیف‌سنجی IR است که در آن از تابش IR برای تجزیه و تحلیل یک نمونه استفاده می‌شود. در اینجا، ما می توانیم برهمکنش بین ماده و تابش IR را مشاهده کنیم. ما می توانیم طیف IR را از طیف سنجی جذبی بدست آوریم.طیف‌سنجی IR برای شناسایی و آنالیز مواد شیمیایی در یک نمونه معین استفاده می‌شود. این نمونه می تواند جامد، مایع یا گاز باشد. اسپکتروفتومتر مادون قرمز ابزاری است که ما برای این فرآیند استفاده می کنیم. طیف IR یک نمودار است و دارای جذب نور توسط نمونه در محور y و طول موج یا فرکانس نور IR در محور x است. واحد فرکانس مورد استفاده ما در اینجا سانتی متر متقابل است (در هر سانتی متر یا سانتی متر-1). اگر به جای فرکانس از طول موج استفاده کنیم، واحد اندازه گیری میکرومتر است.
رزونانس فرمی چیست؟
رزونانس فرمی تغییر انرژی و شدت باندهای جذب در یک طیف IR یا یک طیف رامان است. این حالت تشدید در نتیجه اختلاط تابع موج مکانیکی کوانتومی ایجاد می شود. این مفهوم توسط فیزیکدان ایتالیایی انریکو فرمی معرفی شد که به نام او این رزونانس نامگذاری شده است.
اگر رزونانس فرمی رخ دهد، دو شرط وجود دارد که باید برآورده شود: (1) تبدیل دو حالت ارتعاش یک مولکول بر اساس همان نمایش غیرقابل کاهش در گروه نقطه مولکولی (به این معنی که تقارن دو ارتعاش باید مشابه باشند) (2) انتقالها به طور تصادفی انرژی مشابهی دارند.
شکل 1: ظاهر ایده آل یک حالت عادی و یک تون نور قبل و بعد از وقوع رزونانس فرمی
اغلب، اگر برانگیختگی های بنیادی و فراتون تقریباً با رزونانس فرمی در انرژی منطبق باشند، رزونانس فرمی بین برانگیختگی های بنیادی و فراتون رخ می دهد. علاوه بر این، رزونانس فرمی دو اثر عمده بر سرب طیف دارد:
- تغییر حالت پرانرژی به انرژی بیشتر و تغییر حالت کم انرژی به انرژی کمتر
- افزایش شدت حالت ضعیف تر در حالی که باند شدیدتر تمایل به کاهش شدت دارد
Overtones در طیف IR چیست؟
Overtone در طیف مادون قرمز، باند طیفی است که در طیف ارتعاشی یک مولکول زمانی که این مولکول در حال انتقال از حالت پایه به حالت برانگیخته دوم است، وجود دارد.به عبارت دیگر، انتقال مولکول از v=0 به v=2 رخ می دهد که در آن v عدد کوانتومی ارتعاشی است. ما می توانیم v را از حل معادله شرودینگر برای آن مولکول خاص به دست آوریم.
شکل 02: معادله شرودینگر
به طور کلی، هنگام مطالعه طیف ارتعاشی مولکول ها، ارتعاشات پیوند شیمیایی به عنوان نوسانگرهای هارمونیک ساده قابل تقریب هستند. بنابراین، برای حل مقادیر ویژه انرژی ارتعاشی به یک پتانسیل درجه دوم برای استفاده در معادله شرودینگر نیاز داریم. معمولاً این حالت‌های انرژی کوانتیزه می‌شوند و فقط مقادیر گسسته‌ای برای انرژی دارند. اگر تابش الکترومغناطیسی را از نمونه عبور دهیم، مولکول ها تمایل دارند انرژی EMR را جذب کنند و حالت انرژی ارتعاشی مولکول را تغییر دهند.
تفاوت بین رزونانس فرمی و اورتون در طیف مادون قرمز چیست؟
تفاوت اصلی بین رزونانس فرمی و تون در طیف‌های IR این است که رزونانس فرمی تغییر انرژی و شدت باندهای جذب در طیف‌های IR یا طیف‌های رامان است، در حالی که تون‌ها در طیف‌های IR باندهای طیفی هستند که در طیف‌های IR رخ می‌دهند. یک طیف ارتعاشی پس از انتقال یک مولکول از حالت پایه به حالت برانگیخته دوم.
جدول زیر تفاوت بین رزونانس فرمی و تون ها در طیف IR را خلاصه می کند.
خلاصه - رزونانس فرمی در برابر Overtones در طیف IR
تفاوت کلیدی بین رزونانس فرمی و فراتون در طیف‌های IR این است که رزونانس فرمی تغییر انرژی و شدت باندهای جذب در طیف‌های IR یا طیف‌های رامان است، در حالی که تون‌ها در طیف‌های IR باندهای طیفی هستند که در طیف‌های IR رخ می‌دهند. طیف ارتعاشی پس از انتقال یک مولکول از حالت پایه به حالت برانگیخته دوم.
