Comprensione dell'attività IR
La spettroscopia a infrarossi (IR) è una tecnica potente per identificare e caratterizzare le molecole. Funziona radiazioni brillanti su un campione. Alcune molecole assorbiranno le frequenze specifiche delle radiazioni IR, causando la vibrazione dei loro legami. Queste vibrazioni sono quantizzate, il che significa che possono verificarsi solo a livelli di energia specifici. Il modello di frequenze assorbite è unico per ciascuna molecola, che agisce come una "impronta digitale" per l'identificazione.
Il requisito chiave:un momento dipolo in evoluzione
Affinché una molecola sia attiva, deve avere un momento di dipolo durante la sua vibrazione. Ecco perché:
* Momento dipolo: Un momento di dipolo sorge quando c'è una distribuzione irregolare della densità elettronica all'interno di una molecola. Questo crea una separazione di carica positiva e negativa, formando un dipolo.
* Cambiando il momento del dipolo: Affinché una molecola assorbisca le radiazioni IR, la vibrazione deve causare un cambiamento in questo momento di dipolo.
ammoniaca (NH₃) e la sua attività IR
1. Struttura molecolare: L'ammoniaca ha una forma piramidale trigonale, con l'atomo di azoto all'apice e tre atomi di idrogeno alla base. Questa struttura lo rende polare.
2. Modalità vibrazionali: L'ammoniaca ha quattro modalità vibrazionali fondamentali. Queste modalità prevedono lo stretching e la flessione dei legami N-H:
* Allungo simmetrico: Tutti e tre i legami N-H si estendono all'unisono. Questa vibrazione non è Cambia il momento del dipolo, quindi è IR Inattivo .
* Allungo asimmetrico: Due obbligazioni N-H si estendono mentre il terzo contrae. Questa vibrazione cambia il momento dipolo, rendendolo ir Active .
* Scissoring: Due legami N-H si piegano nella stessa direzione, con l'azoto stazionario. Questa vibrazione cambia il momento dipolo, rendendolo ir Active .
* Rocking: I due legami N-H si piegano in direzioni opposte. Questa vibrazione cambia il momento dipolo, rendendolo ir Active .
Conclusione
Pertanto, l'ammoniaca (NH₃) è attiva IR perché tre dei suoi quattro modalità vibrazionali fondamentali causano un cambiamento nel momento di dipolo della molecola . Ciò consente all'ammoniaca di assorbire frequenze specifiche delle radiazioni IR, che possono essere utilizzate per l'identificazione e l'analisi.
