320 (23)

I2J.2.3. Spektroskopia w podczernieni«IR)

W zakresie promieniowania podczerwonego stosowane są dwie komplementarne metody, które dostarczają danych o oscylacjach molekuł:

1)    spektroskopia IR - metoda absorpcyjna,

2)    spektmskopia ramanowska - rozpraszanie (patrz rozdział 4.4.2).

Sjsektroskopia w podczerwieni stosuje promieniowanie w zakresie tak zwanej

średniej podczerwieni. 2.5-50 pm (500-400 cm"¹). Pochłanianie promieniowania z tego zakresu fal może powodować oscylacji położenia atomów wzdłuż wiązania, co prowadzi do pojawienia się drgań walencyjnych. Atomy lub ich ugrupowania mogą wykazywać również oscylacje względem osi w iązania. zwane deformacyjny-mi.

Podczas występujących oscylacji, w postaci drgań walencyjnych i dcformacyj-nych. /mienia się wzajemne położenie atomów w cząsteczce, co prowadzi do zmian rozkładu ładunku w molekule, a tym samym do zmiany jej momentu dipolowego. Tylko takie drgania będą aktywne w podczerwieni.

Atomy i cząsteczki wykazują ruch drgający zależny od ich masy. energii wiązania oraz struktury molekuły. Pomocne w interpretacji widma cząsteczki jest wprowadzenie określenia drgań normalnych - są to takie drgania, podczas których nich atomów lub grup funkcyjnych odbywa się w zgodnej fazie i z jednakową częstością.

Liczba drgań normalnych cząsteczki N-atomowej wynosi 3N-6 (na przykład dla H_;0 - 3). Na rycinie 12.20 przedstawiono drgania normalne w cząsteczce wsxiy.

Ryc. 12.20. Drgania normalne dla molekuły H,0.

Nic wszystkie drgania normalne występują w widmie, ponieważ tylko niektóre z nich generują zmiany momentu dipolowego (drgania czynne, aktywne). Korzystając z odpow iednich tablic i znając symetrię cząsteczki, można określić liczbę drgań aktywnych.

Szczególne możliwości badania biopolimerów metodą spektroskopu w podc/er-wicm związane są z tym. że prawie wszystkie drgania (walencyjne, dcformacyjnc) można przypisać określonym grupom atomów. W widmie występują pasma absorpcji charakterystyczne dla określonych wiązań w odniesieniu do układu (grup) atomów w cząsteczce.

Jeśli w cząsteczce występuje określone ugrupowanie Iaktywne), to w widmie wystąpi absorpcja promieniowania podczerwonego w określonym zakresie długości fali (liczby falowej). Jest to tak zwana czfstoiliwołć grupowa widma, związana z częstotliwościami absorpcyjnymi charakterystycznymi dla wiązania chemicznego

320