IRAktivität

IRAktivität beschreibt allgemein die Fähigkeit eines Systems, mit Infrarotstrahlung zu interagieren, insbesondere die Absorption oder Emission von IR-Photonen durch vibrationale oder elektronische Übergänge. Der Begriff wird in der Infrarotspektroskopie, der Festkörperphysik und der Astronomie verwendet, um die Aktivität im infraroten Spektrum zu charakterisieren.

Physikalische Grundlage ist das Änderung des Dipolmoments während eines Übergangs. Eine Modus ist IR-aktiv, wenn sich der Dipolmoment des Moleküls oder Systems während der Schwingung ändert; dadurch ist der Übergang im Infrarotbereich erlaubt. Die Intensität hängt vom Betrag des Übergangsdipolmoments ab. Symmetrie spielt eine zentrale Rolle: In Molekülen mit bestimmten Symmetrieelementen gilt, ob ein Modus IR-aktiv ist. In vielen Zentrometrischen ( centrosymmetrischen ) Molekülen gilt das Mutual Exclusion-Prinzip, wonach Modi IR-aktiv oft nicht Raman-aktiv sind und umgekehrt.

Messung und Anwendungen erfolgen überwiegend über die Infrarotspektroskopie, insbesondere die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR). Typische Anwendungsbereiche umfassen die Identifikation von funktionellen Gruppen (z. B. C=O, O–H, N–H) und die Charakterisierung von Materialien im sogenannten Fingerabdruckbereich (ungefähr 4000 bis 400 cm⁻¹). In der Festkörperphysik spricht man auch von IR-aktiven Phononen, die in Kristallen bestimmte Symmetrie-Arten widerspiegeln. In der Astronomie ist IRAktivität relevant für die Untersuchung von Staub, Molekülverbänden und Sternentstehung, da viele Prozesse stark im Infrarotbereich emittieren.

Zusammenhang und Bedeutung: IRAktivität ist eng mit Raman-Aktivität verwandt, beide beschreiben Lichtwechselwirkungen, unterscheiden sich jedoch durch die zugrundeliegenden Auswahlregeln. Die Bestimmung der IRAktivität eines Materials unterstützt Identifikation, Charakterisierung, Umweltüberwachung sowie diagnostische Anwendungen.