Mikrodalga spektroskopi, rotasyon enerji seviyeleri
arasındaki geçişlerden kaynaklanan mikrodalga spektrumu ile moleküllerin
geometrik yapısını belirlemede kullanılan bir tekniktir. Her mikrodalga
spektrum, moleküler bir ‘parmak izi’ gibidir; karmaşık spektral ortamlarda
molekülleri benzersiz şekilde tanımlarlar.
Mikrodalga spektroskopi, madde ve elektromagnetik ışının,
spektrumun mikrodalga bölgesinde etkileşiminin incelendiği bir tekniktir. Mikrodalga
rotasyonal spektroskopide, gaz fazdaki moleküllerin rotasyonal geçiş enerjileri
mikrodalga kullanılarak ölçülür. Bunu, moleküllerin elektrik dipol momentinin,
uyarılmış mikrodalga fotonunun elektromagnetik alanı ile etkileşimi yoluyla gerçekleştirir.
Moleküllerin rotasyonal frekansları genellikle mikrodalga
bölgesindedir; mikrodalga spektroskopi dönen (rotating) moleküllerin,
eylemsizlik momentleri, spin-rotasyon kapling mekanizmaları ve diğer fiziksel
özellikleriyle ilgili çok önemli bilgiler verir.
Mikrodalga spektroskopi yöntemi ile ana eksenlere göre atalet
(eylemsizlik) momentleri ve dipol momenti gibi molekül parametrelerinin
saptanmasında, genellikle 10-40 GHz (frekans) aralığındaki elektromagnetik
radyasyon absorpsiyon spektrumlar kulanılır; moleküllerin bir rotasyon enerji
seviyesinden diğerine geçişleriyle spektrumların bant yapısı oluşur.
Mikrodalga spektroskopisi metodu nispeten basit moleküller için çok
doğrudur, ancak moleküler ağırlık arttıkça, yöntemin doğruluğu titreşim-dönme
etkileşiminden etkilenmeye başlar. Bu yöntemle, pekçok iki, üç ve dört atomlu
molekülünün geometrik parametreleri yüksek doğrulukla belirlenebilir ve gibi
ilginç etkileri incelenebilir. Mikrodalga spektroskopisi metodu sadece gaz
fazındaki maddeler üzerinde çalışmak için kullanılır, polar olmayan moleküller
için uygun değildir.
Mikrodalga spektroskopistleri, operasyonu hızla gerçekleştirebilen
bilgisayarların devreye alınmasından sonra Fourier dönüşümü tekniklerini kullanmaya
başladılar. Balle-Flygare ‘Fourier
dönüşümlü mikrodalga spektrometresi (FTMW)’ Şekilde şematik olarak
gösterilmiştir. Anten, mikrodalga uyarılma pulsunun girişini ve moleküler
emisyonun tayinini sağlar. Gaz örneğinin girişi için pulslu bir meme kullanılır.
İki içbükey alüminyum ayna, mikrodalga uyarılma pulsuyla rezonansa ayarlanabilen
bir boşluk (Fabry–Perot cavity) içerir.
Balle-Flygare
Fourier transform mikrodalga spektrometrenin konfigürasyonu
