Klíčový rozdíl mezi rotační a vibrační spektroskopií je v tom, že rotační spektroskopie se používá k měření energie přechodů, které probíhají mezi kvantovanými rotačními stavy molekul v plynné fázi, zatímco vibrační spektroskopie se používá k měření interakce IR záření s hmotou prostřednictvím absorpce, emise nebo odrazu.
Spektroskopie je vědní obor, který se zabývá zkoumáním a měřením spekter vznikajících při interakci hmoty s elektromagnetickým zářením nebo při jeho vyzařování. K této interakci dochází v důsledku elektronických přechodů. Elektronové přechody v molekulách probíhají, když jsou elektrony v molekule excitovány z jedné energetické hladiny na druhou. Elektrony mají tendenci se pohybovat z nízké energetické hladiny na vysokou energetickou hladinu. Změna energie, která je spojena s tímto přechodem, poskytuje informace o struktuře molekuly a pomáhá při určování molekulárních vlastností, jako je barva. Vztah mezi energií a frekvencí záření, které se používá v procesu přechodu, může být dán Planckovým vztahem.
Co je rotační spektroskopie?
Rotační spektroskopie je měření energie přechodů, které probíhají mezi kvantovanými rotačními stavy molekul v plynné fázi. Někdy je tato metoda známá jako čistá rotační spektroskopie. To proto, že pomáhá odlišit rotační spektroskopii od rotačně-vibrační spektroskopie. Rotační spektroskopie se řídí rotačními přechody.
Obrázek 01: Rotační spektrum
Rotační přechody molekul odkazují na náhlou změnu momentu hybnosti dané molekuly. Tato definice je dána v závislosti na teoriích kvantové fyziky, která říká, že moment hybnosti molekuly je kvantovaná vlastnost a může se rovnat pouze určitým diskrétním hodnotám, které odpovídají různým stavům rotační energie. Rotační přechod se týká ztráty nebo zisku momentu hybnosti, který způsobí, že se molekula posune buď do vyššího nebo nižšího stavu rotační energie.
Co je to vibrační spektroskopie?
Vibrační spektroskopie je měření interakce IR záření s hmotou prostřednictvím absorpce, emise nebo odrazu. Tato spektroskopická technika je užitečná při studiu a identifikaci chemických látek nebo funkčních skupin v pevných, plynných nebo kapalných sloučeninách. Vibrační spektroskopie se řídí vibračními přechody.
Obrázek 02: Vibrační spektrum
Vibrační přechod molekuly se týká pohybu molekuly z jedné vibrační energetické úrovně na druhou. Můžeme to také pojmenovat vibronický přechod. K tomuto typu přechodu dochází mezi různými vibračními úrovněmi stejného elektronického stavu. Abychom mohli vyhodnotit vibrační přechod konkrétní molekuly, měli bychom znát závislost molekulově fixovaných složek elektrického dipólového momentu na molekulárních deformacích. Obecně je Ramanova spektroskopie založena na vibračních přechodech.
Jaký je rozdíl mezi rotační a vibrační spektroskopií?
Rotační spektroskopie a vibrační spektroskopie se řídí elektronovými přechody. Klíčový rozdíl mezi rotační a vibrační spektroskopií je v tom, že rotační spektroskopie je užitečná k měření energie přechodů, které probíhají mezi kvantovanými rotačními stavy molekul v plynné fázi, zatímco vibrační spektroskopie je užitečná při měření interakce IR záření s hmotou prostřednictvím absorpce, emise nebo odraz.
Níže je uveden seznam rozdílů mezi rotační a vibrační spektroskopií ve formě tabulky.
Shrnutí – Rotační versus vibrační spektroskopie
Rotační spektroskopie a vibrační spektroskopie se řídí elektronovými přechody. Klíčový rozdíl mezi rotační a vibrační spektroskopií je v tom, že rotační spektroskopie je užitečná k měření energie přechodů, které probíhají mezi kvantovanými rotačními stavy molekul v plynné fázi, zatímco vibrační spektroskopie je užitečná při měření interakce IR záření s hmotou prostřednictvím absorpce, emise nebo odraz.
