molekylspektre

Molekylspektre är mönstret av elektromagnetisk strålning som absorberas eller emitteras av molekyler när de övergår mellan energinivåer. Genom att studera molekylspektre får man information om molekylens struktur, vibrationer, rotationer och elektroniska tillstånd samt omgivningen. Spektra kan delas in i olika typer beroende på vilken övergång som dominerar: elektroniska spektra uppträder oftast i ultraviolett, synligt eller närliggande infraröd strålning och speglar övergångar mellan elektroniska nivåer. Vibrationsspektroskopi dominerar i mitten till långt infraröd område och ger information om kemiska bindningar och funktionella grupper. Rotationsspektrum förekommer främst i mikrovågor (terahertz) och ger detaljer om molekylens moment av inre rotation. Raman-spektroskopi ger också vibrational information men erhålls via inelastisk spridning av ljus och används ofta för vätskor, lösningar och fasta ämnen.

Övergångarnas intensitet styrs av övergångsdipolmoment och Franck–Condon-faktorer; teoretiska modeller förklarar spekternas bandstruktur och intensitetsfördelning. Diatomiska molekylspektra består av band som uppkommer ur kombinationen av vibratori- och rotationsnivåer. Temperatur och tryck påverkar breddning och intensitet.

Användningar inkluderar identifiering av ämnen, uppskattning av funktionella grupper, studier av molekylens geometri och dynamik, isotopeffekter samt forskning inom kemi, materialvetenskap, miljö och medicin. Data från molekylspektroskopi stöds av databaser och teoretiska beräkningar.