Ключовата разлика между ротационната и вибрационната спектроскопия е, че ротационната спектроскопия се използва за измерване на енергията на преходите, които се извършват между квантувани ротационни състояния на молекулите в газовата фаза, докато вибрационната спектроскопия се използва за измерване на взаимодействието на IR радиация с материята чрез абсорбция, излъчване или отражение.
Спектроскопията е клон на науката, който се занимава с изследването и измерването на спектрите, получени, когато материята взаимодейства с или излъчва електромагнитно лъчение. Това взаимодействие възниква поради електронни преходи. Електронните преходи в молекулите се извършват, когато електроните в молекулата се възбудят от едно енергийно ниво на друго. Електроните са склонни да се движат от ниско енергийно ниво към високо енергийно ниво. Промяната в енергията, която е свързана с този преход, предоставя информация за структурата на молекулата и помага при определянето на молекулните свойства, като например цвят. Връзката между енергията и честотата на излъчване, която се използва в процеса на преход, може да бъде дадена чрез връзката на Планк.
Какво е ротационна спектроскопия?
Ротационната спектроскопия е измерването на енергията на преходите, които се извършват между квантувани ротационни състояния на молекули в газовата фаза. Понякога този метод е известен като чиста ротационна спектроскопия. Това е така, защото помага да се разграничи ротационната спектроскопия от ротационно-вибрационната спектроскопия. Ротационната спектроскопия се управлява от ротационни преходи.
Фигура 01: Ротационен спектър
Ротационните преходи на молекулите се отнасят до рязката промяна в ъгловия импулс на тази молекула. Това определение е дадено в зависимост от теориите на квантовата физика, които гласят, че ъгловият импулс на молекулата е квантовано свойство и може да се равнява само на определени дискретни стойности, които съответстват на различни състояния на ротационна енергия. Преходът на въртене се отнася до загуба или печалба на ъглов импулс, което кара молекулата да се движи към по-високо или по-ниско ротационно енергийно състояние.
Какво е вибрационна спектроскопия?
Вибрационната спектроскопия е измерване на взаимодействието на инфрачервеното лъчение с материята чрез абсорбция, излъчване или отражение. Тази спектроскопска техника е полезна при изучаване и идентифициране на химични вещества или функционални групи в твърди, газови или течни съединения. Вибрационната спектроскопия се управлява от вибрационни преходи.
Фигура 02: Вибрационен спектър
Вибрационният преход на молекула се отнася до движението на молекулата от едно ниво на вибрационна енергия към друго. Можем да го наречем и вибронен преход. Този тип преход се случва между различни вибрационни нива на едно и също електронно състояние. За да оценим вибрационния преход на определена молекула, трябва да знаем зависимостта на фиксираните към молекулата компоненти на електрическия диполен момент от молекулните деформации. Като цяло Рамановата спектроскопия се основава на вибрационни преходи.
Каква е разликата между ротационната и вибрационната спектроскопия?
Ротационната спектроскопия и вибрационната спектроскопия се управляват от електронни преходи. Ключовата разлика между ротационната и вибрационната спектроскопия е, че ротационната спектроскопия е полезна за измерване на енергията на преходите, които се извършват между квантувани ротационни състояния на молекули в газовата фаза, докато вибрационната спектроскопия е полезна при измерване на взаимодействието на инфрачервеното лъчение с материята чрез абсорбция, излъчване или отражение.
По-долу е даден списък на разликите между ротационната и вибрационната спектроскопия в таблична форма.
Резюме – Ротационна срещу вибрационна спектроскопия
Ротационната спектроскопия и вибрационната спектроскопия се управляват от електронни преходи. Ключовата разлика между ротационната и вибрационната спектроскопия е, че ротационната спектроскопия е полезна за измерване на енергията на преходите, които се извършват между квантувани ротационни състояния на молекули в газовата фаза, докато вибрационната спектроскопия е полезна при измерване на взаимодействието на инфрачервеното лъчение с материята чрез абсорбция, излъчване или отражение.
