La differenza chiave tra la risonanza di fermi e gli armonici negli spettri IR è che la risonanza di fermi è lo spostamento delle energie e delle intensità delle bande di assorbimento negli spettri IR o negli spettri Raman, mentre gli armonici negli spettri IR sono bande spettrali che si verificano in un spettro vibrazionale al passaggio di una molecola dallo stato fondamentale al secondo stato eccitato.
Gli spettri IR o spettro IR sono il risultato della spettroscopia IR, in cui la radiazione IR viene utilizzata per analizzare un campione. Qui, possiamo osservare l'interazione tra materia e radiazione IR. Possiamo ottenere spettri IR dalla spettroscopia di assorbimento. La spettroscopia IR viene utilizzata per l'identificazione e l'analisi di sostanze chimiche in un determinato campione. Questo campione può essere un solido, liquido o gas. Lo spettrofotometro a infrarossi è lo strumento che utilizziamo per questo processo. Lo spettro IR è un grafico e ha un'assorbanza della luce da parte del campione sull'asse y e la lunghezza d'onda o la frequenza della luce IR sull'asse x. L'unità di frequenza che usiamo qui è centimetri reciproci (per centimetro o cm-1). Se utilizziamo la lunghezza d'onda invece della frequenza, l'unità di misura è micrometri.
Cos'è la risonanza di Fermi?
La risonanza di Fermi è lo spostamento delle energie e delle intensità delle bande di adsorbimento in uno spettro IR o Raman. Questo stato di risonanza viene creato come conseguenza della miscelazione della funzione d'onda della meccanica quantistica. Questo concetto è stato introdotto dal fisico italiano Enrico Fermi, da cui questa risonanza prende il nome.
Se si verifica una risonanza di fermi, ci sono due condizioni che devono essere soddisfatte: (1) trasformazione dei due modi di vibrazione di una molecola secondo la stessa rappresentazione irriducibile nel gruppo di punti molecolari (nel senso che la simmetria del due vibrazioni devono essere simili) (2) le transizioni hanno energie simili casualmente.
Figura 1: Aspetto ideale di un modo normale e di un armonico prima e dopo il verificarsi della risonanza di Fermi
Molto spesso, se le eccitazioni fondamentali e armoniche quasi coincidono con la risonanza di Fermi nell'energia, la risonanza di Fermi si verifica tra le eccitazioni fondamentali e armoniche. Inoltre, ci sono due effetti principali sullo spettro guidato dalla risonanza di Fermi:
- Spostamento da una modalità ad alta energia a un'energia superiore e da una modalità a bassa energia a un'energia inferiore
- Aumento dell'intensità della modalità più debole mentre la banda più intensa tende a diminuire di intensità
Cosa sono gli armonici negli spettri IR?
Overtone nello spettro IR è la banda spettrale che esiste in uno spettro vibrazionale di una molecola quando questa molecola sta passando dallo stato fondamentale a un secondo stato eccitato. In altre parole, la transizione della molecola avviene da v=0 a v=2 dove v è il numero quantico vibrazionale. Possiamo ottenere v risolvendo l'equazione di Schrodinger per quella particolare molecola.
Figura 02: Equazione di Schrodinger
In generale, quando si studiano gli spettri vibrazionali delle molecole, le vibrazioni del legame chimico tendono ad essere approssimabili come semplici oscillatori armonici. Pertanto, abbiamo bisogno di un potenziale quadratico da utilizzare nell'equazione di Schrodinger per risolvere gli autovalori dell'energia vibrazionale. Di solito, questi stati energetici sono quantizzati e hanno solo valori discreti per l'energia. Se passiamo la radiazione elettromagnetica attraverso il campione, le molecole tendono ad assorbire l'energia dall'EMR e cambiano lo stato energetico vibrazionale della molecola.
Qual è la differenza tra la risonanza di Fermi e gli armonici negli spettri IR?
La differenza chiave tra la risonanza di Fermi e gli armonici negli spettri IR è che la risonanza di Fermi è lo spostamento delle energie e delle intensità delle bande di assorbimento negli spettri IR o Raman, mentre gli armonici negli spettri IR sono bande spettrali che si verificano in uno spettro vibrazionale sulla transizione di una molecola dallo stato fondamentale al secondo stato eccitato.
La tabella seguente riassume la differenza tra la risonanza di Fermi e gli armonici negli spettri IR.
Riepilogo – Risonanza di Fermi vs Sovratoni negli spettri IR
La differenza chiave tra la risonanza di Fermi e gli armonici negli spettri IR è che la risonanza di fermi è lo spostamento delle energie e delle intensità delle bande di assorbimento negli spettri IR o Raman, mentre gli armonici negli spettri IR sono bande spettrali che si verificano in un spettro vibrazionale al passaggio di una molecola dallo stato fondamentale al secondo stato eccitato.
