La diferència clau entre la ressonància de fermi i els armònics en els espectres IR és que la ressonància de fermi és el canvi de les energies i intensitats de les bandes d'absorció en els espectres IR o Raman, mentre que els armònics en els espectres IR són bandes espectrals que es produeixen en un espectre vibracional en la transició d'una molècula de l'estat fonamental al segon estat excitat.
L'espectre IR o espectre IR és el resultat de l'espectroscòpia IR, on la radiació IR s'utilitza per analitzar una mostra. Aquí, podem observar la interacció entre la matèria i la radiació IR. Podem obtenir espectres IR a partir de l'espectroscòpia d'absorció. L'espectroscòpia IR s'utilitza per a la identificació i anàlisi de substàncies químiques en una mostra determinada. Aquesta mostra pot ser sòlida, líquida o gasosa. L'espectrofotòmetre d'infrarojos és l'instrument que utilitzem per a aquest procés. L'espectre IR és un gràfic i té una absorbància de llum per part de la mostra a l'eix y i la longitud d'ona o la freqüència de la llum IR a l'eix x. La unitat de freqüència que fem servir aquí són els centímetres recíprocs (per centímetre o cm-1). Si fem servir la longitud d'ona en comptes de la freqüència, la unitat de mesura són micròmetres.
Què és la ressonància de Fermi?
La ressonància de Fermi és el desplaçament de les energies i intensitats de les bandes d'adsorció en un espectre IR o un espectre Raman. Aquest estat de ressonància es crea com a conseqüència de la barreja de la funció d'ona mecànica quàntica. Aquest concepte va ser introduït pel físic italià Enrico Fermi, de qui porta el nom d'aquesta ressonància.
Si es produeix una ressonància de fermi, hi ha dues condicions que s'han de complir: (1) transformació dels dos modes de vibració d'una molècula segons la mateixa representació irreductible en el grup de punts moleculars (és a dir, que la simetria de la dues vibracions han de ser semblants) (2) les transicions tenen energies semblants casualment.
Figura 1: Aspecte ideal d'un mode normal i un armònic abans i després de l'aparició de la ressonància de Fermi
Molt sovint, si les excitacions fonamentals i armòniques gairebé coincideixen amb la ressonància de Fermi en energia, la ressonància de Fermi es produeix entre les excitacions fonamentals i armòniques. A més, hi ha dos efectes principals sobre el plom de l'espectre per la ressonància de Fermi:
- Canvi del mode d' alta energia a una energia més alta i canvi d'un mode de baixa energia a una energia més baixa
- Augmentar la intensitat del mode més feble mentre que la banda més intensa tendeix a disminuir en intensitat
Què són els armònics als espectres IR?
El sobretono a l'espectre IR és la banda espectral que existeix en un espectre vibracional d'una molècula quan aquesta molècula està passant de l'estat fonamental a un segon estat excitat. En altres paraules, la transició de la molècula es produeix de v=0 a v=2, on v és el nombre quàntic vibracional. Podem obtenir v resolent l'equació de Schrodinger per a aquesta molècula en particular.
Figura 02: Equació de Schrodinger
En general, quan s'estudien els espectres vibracionals de les molècules, les vibracions dels enllaços químics solen ser aproximables com a simples oscil·ladors harmònics. Per tant, necessitem un potencial quadràtic per ser utilitzat en l'equació de Schrodinger per resoldre els valors propis de l'energia vibracional. Normalment, aquests estats d'energia es quantifiquen i només tenen valors discrets d'energia. Si passem radiació electromagnètica a través de la mostra, les molècules tendeixen a absorbir l'energia de l'EMR i canviar l'estat d'energia vibracional de la molècula.
Quina diferència hi ha entre la ressonància de Fermi i els armònics als espectres IR?
La diferència clau entre la ressonància de Fermi i els armònics dels espectres IR és que la ressonància de Fermi és el canvi de les energies i les intensitats de les bandes d'absorció en els espectres IR o Raman, mentre que els armònics en els espectres IR són bandes espectrals que es produeixen en un espectre vibracional en la transició d'una molècula de l'estat fonamental al segon estat excitat.
La taula següent resumeix la diferència entre la ressonància de Fermi i els armònics en els espectres IR.
Resum: ressonància de Fermi i armònics en espectres IR
La diferència clau entre la ressonància de Fermi i els armònics en els espectres IR és que la ressonància fermi és el canvi de les energies i intensitats de les bandes d'absorció en els espectres IR o Raman, mentre que els armònics en els espectres IR són bandes espectrals que es produeixen en un espectre vibracional en la transició d'una molècula de l'estat fonamental al segon estat excitat.
