Vibracijska spektroskopija Flashcards Preview

IMITUČS > Vibracijska spektroskopija > Flashcards

Flashcards in Vibracijska spektroskopija Deck (66):
1

Što proučava spektroskopija? Koje postoje na temelju toga?

Interakciju EMZ i materije

1. emisija
2. apsorpcija - IR
3. raspršenje - Raman

2

Poradajte nekoliko vrsti zračenja prema porastu valne duljine.

Gama
Rentgen
UV
IR
MW
RW

3

U kojem se području EMZ nalaze vibracije, rotacije i elektronski prijelazi?

Vibracije - IR
Rotacija - MW i FIR
EP - UV/Vis

4

Po čemu se razlikuju Rentgenske od UV zraka?

Interagiraju s unutarnjim, odnosno valentnim elektronima.

5

U kojem rasponu valnih duljina je IR zračenje?

NIR - 0,8 um - 2,5 um
MIR - 2,5 um - 25 um (4000 - 400 cm-1)
FIR - 25 um - 500 um

6

Koja područja razlikujemo u MIR spektru?

400-1300 cm-1 - područje funkcionalnih skupina
1300-650 cm-1 - područje otiska prsta

7

Za što se koristi FIR?

Vibracije težih atoma i anorganskih krutina

8

Kako nastaju IR, a kako Ramanovi spektri?

IR - apsorpcija kada frekvencija upadnog zračenja odgovara energiji vibracije - elastično raspršenje

Raman - uslijed polarizacije uzrokovane zračenjem - (ne)elastično raspršenje

9

Elastično i neelastično raspršenje.

Rayleighevo, elastično (IR) - valna duljina upadne i raspršene zrake ista

Stokesovo, neelastično (Raman) - valna duljina upadne zrake veća (anti-Stokes) ili manja (Stokes) od raspršene

10

HgI apsorbira ispod 100 cm-1. Koje je zračenje potrebno upotrijebiti?

FIR (do 20 cm-1)

11

Što je uzrok nastanka Rayleighevog odnosno Stokesovog raspršenja?

Rayleigh - frekvencija zračenja = vibracije

Stokes - frekvencija zračenja =/= vibracije

12

Ako prijelaze u vibracijskoj spektroskopiji opisujemo energijskim dijagramima, kako razlikujemo Stokesovo i Rayleighovo raspršenje?

Stokes - pobuda iz niže i povratak u višu razinu (emisija niže frekvencije) - foton gubi energiju

Anti-Stokes - pobuda iz više i povratak u nižu razinu (emisija veće frekvencije) - foton dobiva energiju

Rayleigh - pobuda iz iste razine u koju se vraća

13

Koje su Stokesove linije manjeg intenziteta i zašto? Gdje se nalaze u energiji? Jesu li simetrične? Oko čega?

Anti-Stokes.

Jer je potrebno da molekule budu u višem vibracijskom stanju kako bi se spustile u niže (foton se vraća s većom E), što je manje vjerojatno.

Desno (veći valni brojevi, veće energije).

Da, oko Rayleigheve vrpce. Razlika odgovara razlikama vibracijskih nivoa.

14

Zašto je Rayleigheva vrpca znatno intenzivnija?

ISTRAŽI.

15

Od kojih je komponenti sastavljen IR spektrometar? Koje dvije vrste postoje i po čemu se razlikuju?

1. Izvor zračenja - termički ili laserski
2. spektralni uređaj - izolacija zračenja (disperzijski ili FT)
3. detektor (optički - električni signal)
4. računalo

Disperzijski element - prizme/rešetke - uređaj prije spektralnog uređaja
FT - interferometar - uzorak nakon spektralnog uređaja

16

Kako se izolira odgovarajuće zračenje u disperzijskom, a kako u FT spektrometru?

Disperzijski - prizme, rešetke
FT - interferometar

17

Gdje se nalazi uzorak u disperzijskom, a gdje u FT spektrometru?

Disperzijski - između izvora i spektralnog uređaja
FT - između spektralnog uređaja i detektora

18

Zašto su vrpce polarnih skupina većeg intenziteta od nepolarnih u IR-u? Što je slučaj kod Ramana?

Veća promjena dipolnog momenta.

Polarne su manjeg intenziteta, manja promjena polarizabilnosti.

19

Što je zajedničko, a što različito kod IR i Ramana?

Zajedničko - vibracijske energije

Različito - izborna pravila (IR - polarno, Raman - nepolarno)

20

Koja su izborna pravila za IR, a koja za Raman?

IR - promjena dipolnog momenta

Raman - promjena polarizabilnosti

21

Koliko vibracija mogu imati nelinearne, a koliko linearne molekule?

Nelinearne - 3N-6
Linearne - 3N-5

22

U koje skupine dijelimo vibracije?

Istezanje (promjena duljine) - antisimetrično i simetrično
Svijanje/deformacije (promjena kuta) - u ravnini (rocking, scissoring) ili van ravnine (twisting, wagging)

23

Koje su vibracije CO2 IR, a koje Raman aktivne? Kako to možemo opisati pomoću perioda vibracije?

Simetrično istezanje - Raman
Antisimetrično - IR
Deformacija - IR

One koje su nakon pola perioda i cijelog perioda iste neće biti aktivne u Ramanu

24

Hookeov zakon. Primjer - veze između C atoma. Primjer - veze C s različitim atomima.

Valni broj proporcionalan korijenu kvocijenta konstante vibracije i reducirane mase.

Najveći valni broj ima trostruka veza (2150 cm-1), zatim C=C (1650 cm-1) pa jednostruka (1200 cm-1)

Najveći valni broj ima veza najmanje reducirane mase - C-H.

25

Zašto veze s atomom vodika imaju redom najveće valne brojeve?

Imaju najmanju reduciranu masu (Hookeov zakon)

26

Priprema uzoraka u IR.

Čvrsto stanje - pastile (NaCl, KBr, CsI, AgBr), suspenzije (parafinsko ulje), otopine

27

Po čemu se razlikuju tvari od kojih se izrađuju pastile za IR?

Po propusnosti IR zračenja - KBr ima manji vb od NaCl pa je bolji.

28

CCl4 i CS2 su pogodni za pripravu uzoraka za IR, no o nečemu treba voditi brigu. Čemu?

Apsorbiraju u MIR-u. Oduzeti te vrpce od spektra.

29

Što može biti problem kod pripreme kristalnih uzoraka za IR?

Može doći do transformacije polimorfa.

30

Što može KBr u pastili uzrokovati? Kako se ta promjena najčešće uočava?

Izmjenu Br iona s ionima u spoju.

Promjena boje uzorka.

31

Koja je glavna praktična prednost Ramana spram IR-a?

Nema potrebe za spremanjem uzorka.

32

ATR.

Prigušena totalna refleksija

Mjeri se totalna unutarnja refleksija - interakcija totalno reflektirane svjetlosti koja dolazi iz optički gušćeg medija s optički rijeđim medijem.

Uzorak u kontaktu s ATR kristalom, apsorbira IR.

33

Koji je glavni zahtjev ATR-a?

Da je refleksijski element veće optičke gustoće (n1) od uzorka (n2).

34

Kako zraka iz izvora dolazi do detektora u ATR-u?

Ulazi na kristal, reflektira se od uzorka i ruba kristala više puta te izlazi iz kristala.

35

Materijali za ATR elemente.

ZnSe - mali indeks loma, lako se izgrebe, ali jeftin

Ge - usko područje snimanja, velik indeks loma, krhak

Dijamant - mali indeks loma, skup

36

Koji materijali za ATR imaju visoku dubinu prodora zračenja? Za analizu kojih materijala je to prednost, a koju nedostatak?

ZnSe i dijamant - visoka - deblji uzorci i oni koji slabo apsorbiraju

Ge - niska - tanki slojevi i oni koji jako apsorbiraju

37

Zašto je za uzorke koji jako apsorbiraju potrebno imati ATR s Ge elementom?

Ge ima nisku dubinu prodora zračenja.

Ti bi uzorci previše apsorbirali zračenje pa ne bi bilo refleksije kada bi imali ZnSe ili dijamantni element.

38

Što je potrebno osigurati u postavljanju ATR eksperimenta?

Dobar kontakt uzorka s refleksijskim materijalom

39

Kako se osigurava reproducibilnost IR, a kako ATR eksperimenta?

IR - teško (točno određene mase uzorka i medija)
ATR - gledati pritisak

40

Koje su prednosti ATR spram IR?

Nedestruktivna metoda, intenzitet ne ovisi o debljini (snima se površina)

41

Zašto u ATR su vrpce pri većim valnim duljinama (manjim vb) intenzivnije?

Jer takvo zračenje prodire dublje u uzorak.

42

Kako će se razlikovati NH i OH vrpce u IR i ATR? Zašto?

Kod ATR će biti manjeg intenziteta jer zračenje manjih valnih brojeva jače prodire u uzorak.

43

Koja tri nastavka imamo za ATR?

Posudica - za lakohlapljive tekućine
Manja površina - za veće tlakove
Veća površina

44

S čime je zgodno spregnuti vibracijsku spektroskopiju?

s optičkom mikroskopijom

45

Za što se kloristi transmisijski, a što apsorpcijski prikaz spektra?

Kvalitativna analiza - transmitancija (valni broj)
Kvantitativna analiza - apsorbancija (valni broj)

46

Zašto nema smisla raditi baždarni dijagram za IR?

Jer metoda nije kvantitativna - puno uzorka ostane u tarioniku.

47

Što je rame?

Minimum između dva nerazdvojena maksimuma

48

Koje su najčešće vrpce smetnji u IR?

1750-1700 cm-1 - aceton
1355 i 873 - nitrat iz KBr ili vode
973 - CCl4

49

Zašto kažemo da su IR i Raman komplementarni? Kako se to očituje u spektrima?

IR - polarne, Raman - nepolarne

velik intenzitet u IR - obrnuto u Ramanu (i vice versa)

50

Navesti neke primjene vibracijske spektroskopije.

Identifikacija spojeva (kvalitativno)

Određivanje FS, nečistoća i aditiva

Identifikacija polimera, polimorfa

Proučavanje površine tvari i raspodjele (mikroskopija

51

Kako je donekle moguće provesti kvantitativnu analizu u IR? Na što pritom treba paziti?

Uzeti jednu intenzivnu, izoliranu vrpcu (npr. C=O) i gledati ovisnost o c.

Na prisustvo vodikovih veza (H-donora)

52

Koje se veze nalaze "lijevo", a koje "desno" u IR spektru?

Lijevo - manja reducirana masa, veći red veze
Desno - obrnuto

53

Koji karbonili imaju dodatna istezanja?

COOH - 1240 za OH
CONH2 - 3350 (as) i 3180 (sim)
CONHR - 3300
anhidridi - 1820 i 1760

54

Vodikova veza. Nužan uvijet. Kako se opaža u IR?

Interakcija za koju postoje dokazi o formiranju veze.

veza D-H slabi - manji valni brojevi (desno)

55

Kako u spektru možemo detektirati koje veze odgovaraju npr. Cr-O vezi?

izotopna izmjena. veća mi - manji ni tilda

56

Kako će se razlikovati geometrijski izomeri kvadratnih kompleksa?

simetrični (trans) će imati jednu vibraciju manje od asimetričnih (cis)

57

Gdje će se (relativno) u IR spektru nalaziti premoščujući, a gdje terminalni halogenidni ioni?

Premoščujući - dvije vrpce pri manjim vb (dulja veza)

Terminalni - jedna vrpca pri većim vb (kraća veza)

58

Zašto će halogenidi vezani na Pd imati jako male vb? Zašto je to problematično?

Pd je jako težak - jako velika reducirana masa.

Često je van područja detekcije (MIR)

59

Kako se sve može karboksilat vezati? Koji su signali prisutni i što je mjera koja određuje vezanje? O čemu treba voditi brigu kod zaključivanja o vezanju?

Ionski
Monodentatni
Kelatni
Premosni

Razlika asimetrične i simetrične vibracije - pada u nizu MD-I-PR-Kel

Ako postoji neki drugi donor (poput dušika) može i preko njega.

60

Zašto se ostaci anorganskih aniona mogu lako odrediti IR-om?

Daju intenzivne vrpce.

61

Tiocianatni ion - načini vezanja. IR.

monodentatno - preko S (SC na manjim vb) (1* + 3* veza)
monodentatno - preko N (NC na manjim vb) (dvije 2* veze)
premosno - (1* + 3* veza)

62

Na koje se načine nitritni ion može vezati?

Nitro (preko N)
Nitrito (preko O)
Didentatno (preko 2 O) - oba maksimuma pri nižim vb

63

Kako razlikujemo kristalizacijsku od komleksne vode u kompleksima?

Kristalizacijska - samo signali vode (as, s istezanje i OHO deformacija)

Koordinacijska - voda + deformacije zibanja i klaćenja

64

Koja je razlika IR i Ramana u izvoru zračenja? Gdje se može snimati u vodenim otopinama? Koja je prednost Ramana u kontekstu područja snimanja?

IR - kontinuirano zračenje (globar, Nernstov štapić)
Raman - monokromatsko zračenje

voda ne snima Ramanu jer slabo raspršuje zračenje

Raman snima cijelo vibracijsko područje

65

Kako fluorescencija može smetati u Ramanu?

Može prekriti raspršenje.

66

Koji su nedostaci IR-a, a koji Ramana?

IR: ne pokriva cijelo područje IR, smeta voda, nepogodno za anorganske spojeve (područje)

Raman: skupo, fluorescencija, laser može oštetiti uzorak, slabo osjetljiv