infrarød spektroskopi

Infrarød spektroskopi, metoder til at identificere og undersøge stoffer via deres evne til karakteristisk absorption af infrarød stråling. Denne evne beror på, at strålingens elektriske felt påvirker stoffets elementarladninger, og at denne påvirkning for isolerede molekyler afhænger af molekylets geometri på en meget specifik måde. De bølgelængder, ved hvilke der sker absorption, fungerer derfor som et entydigt "fingeraftryk" for molekylet og kan benyttes til identifikation. Sammen med styrken af absorptionslinjerne er de endvidere grundlag for en meget detaljeret teoretisk forståelse af molekylernes opbygning og af de kræfter, der binder atomerne sammen.

Selv treatomige molekyler kan have et kompliceret spektrum, og kompleksiteten vokser yderligere med antallet af atomer. For større molekyler smelter absorptionslinjerne sammen til brede bånd, der repræsenterer karakteristiske træk ved molekylet. Fx vil CH-grupper, der er typiske for organiske molekyler, absorbere ved bølgelængder omkring 3 μm, mens dobbeltbindinger mellem kulstofatomer viser sig ved en karakteristisk absorption omkring 6 μm.

Infrarød spektroskopi har været afgørende for udviklingen af molekylfysikken. Metoden finder udstrakt anvendelse fx i kemisk analyse og miljøovervågning, og den har bidraget til forståelsen af Universets opbygning ved at muliggøre identifikation af en lang række organiske molekyler i det interstellare rum. Se gitterspektrometer og Fourierspektroskopi.

Infrarød spektroskopi anvendes som analytisk kemisk metode, benævnt IR-spektrofotometri, primært til kvalitativ identifikation af et stof. Spektret af et stof sammenlignes med spektret af et referencestof eller med et spektrum fra en database. IR-spektre er så selektive, at der er meget lille sandsynlighed for, at to forskellige stoffer frembringer det samme spektrum. Det samme stof kan dog have to eller flere forskellige spektre, hvis stoffet optræder i forskellige krystalmodifikationer (polymorfi).