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Ịnfrarotspektroskopie,

 

IR-Spektroskopie, Teilgebiet der Spektroskopie, das sich mit der Messung und Interpretation der Spektren von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern im infraroten Spektralbereich (Infrarot) befasst. Für die Registrierung der IR-Spektren werden in erster Linie Gitter- und Fourier-Spektrometer eingesetzt. Die Infrarotspektroskopie ist ein wichtiges Verfahren der instrumentellen Analytik zur qualitativen und quantitativen chemischen Analyse organischer und anorganischer Verbindungen sowie zur Strukturaufklärung. Die IR-Spektren von Molekülen sind auf deren Schwingungen und Rotationen zurückzuführen. Die Linien im nahen und mittleren Infrarot entsprechen Übergängen zwischen verschiedenen Schwingungsniveaus; reine Rotationsübergänge werden im fernen Infrarot beobachtet (Molekülspektroskopie). Das IR-Spektrum erlaubt direkte Aussagen über das Vorhandensein bestimmter funktioneller Gruppen (Keton, Säure, Ester, Alkohol u. a.). Die sichere Identifizierung eines Moleküls ist allerdings meist nur durch Vergleich mit einem »sauberen« Spektrum (gemessene Reinsubstanz) möglich, speziell, wenn es sich um komplizierte organische Moleküle handelt.

 

IR-Absorptions- oder -Reflexionsspektren von Festkörpern liefern Informationen über die Gitterschwingungen, die direkt mit Photonen wechselwirken (Erzeugung eines Phonons durch Absorption eines Photons), wodurch die Methode auf Kristalle mit ionischem Bindungsanteil und Phononen, die einer transversalen Welle entsprechen und einen kleinen Quasiimpuls besitzen, beschränkt wird. Mit geringerer Wahrscheinlichkeit (kleiner Intensität) können auch durch ein Photon gleichzeitig zwei oder mehrere Phononen erzeugt werden. Diese Mehrphononenabsorption ist auch in nichtion. Kristallen möglich und keiner Beschränkung bezüglich des Quasiimpulses unterworfen. Defekte (Fremdatome oder Fehlstellen) in Kristallen ändern die Gitterschwingungen lokal ab und führen oft zu einer spektral mehr oder weniger scharfen zusätzlichen Absorption im Infrarot. Diese defektinduzierte Absorption wird in der Halbleitertechnologie zur qualitativen (Natur der Verunreinigung, Art des Defekts) und quantitativen (Defektkonzentration) Analyse der Kristalle verwendet.