Vibrasyonal spektroskopi (IR spektroskopi; FTIR spektroskopi), enerji halleri arasındaki
geçişler nedeniyle absorplanan veya emitlenen ışığın vibrasyonal (titreşim)
spektrumlarıyla maddenin yapısının incelendiği metotlar grubudur.
Vibrasyonal (titreşim) spektrumları son derece hassasdır ve moleküllerin
spesifik karakterleri hakkında veri içerir, bu nedenle kimyasal araştırmalarda
yaygın olarak kullanılır. Vibrasyonal spektroskopi metotlarının avantajı, herhangi
bir durumdaki (gaz, sıvı veya katı, kristaller ve amorf objeler dahil) hemen
hemen her maddeyi incelemek için kullanılabilmeleridir. Titreşim spektrumu elde etmek için çok az
miktarda malzeme olması yeterlidir (spektrometre türüne ve hassasiyetine bağlı
olarak birkaç miligrama kadar).
Bilinen titreşim frekanslarının çoğu, elektromagnetik radyasyonun infrared
(IR) aralığına tekabül eden 1012-1014 Hz aralığındadır. Atom
çiftlerinin birbirlerine göre vibrasyonlarına (gerilme) ve atom gruplarının vibrasyonuna
karşılık gelen absorpsiyon veya emisyon bantları, farklı sınıf maddeler için
deneysel teorik olarak incelenmiştir ve referans kitaplarda mevcuttur (bunlara,
karakteristik frekanslar denir).
Vibrasyonal (titreşim) spektroskopinin başlıca yöntemleri infrared
spektroskopi ve Raman ışık saçılma spektroskopidir; IR spektrumları absorpsiyon,
Raman spektrumları emisyon (flüoresan) spektrumudur.
İnfrared spektrometreler (IR) veya daha hassas olan IR-Fourier
spektrometreleri, ~ 40-6000 cm-1
bölgesinde, sıvıların, gazların, ve katıların titreşim spektrumlarının hızla
elde edilmesini sağlar, numunelerin kalitatif ve kantitatif analizini gerçekleştirme
olanağı verir. Kuvvetli absorplayıcı malzemelerin incelenmesinde, numunelerin yüzeyindeki substansın
spektrumlarını elde etmeyi mümkün kılan inceltilmiş (attenuated) toplam yansıtma
(ATR) metodu kullanılır.
Bazı titreşim
geçişlerinin seçim kuralları tarafından engellenmesi nedeniyle, karakteristik
yapısal gruplara özgü bir dizi titreşim frekansı infrared spektrometrede
kaydedilen spektrumlarda mevcut olmayabilir.
Böyle durumlarda,
Raman ışık saçılması spektroskopiden alınan veriler tamamlayıcı ollabilir. Bu
durumda, Raman ışık saçılım spektroskopisinden gelen veriler tamamlayıcı
olabilir, ilgili spektral bantlara lüminesans geçişleri için seçim kuralları
tarafından izin verilir.
Titreşim
spektroskopisinin etkin uygulamalarından biri, karbon latis atomların grup
vibrasyonları için karakteristik olan 1600 cm-1 bölgesindeki Raman saçılma
piki ile grafenin iç yapısının belirlenmesidir.
Benzenin (C6H6) IR (üstte) ve Raman (altta)
spektrumları
