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1 introduction to nirs 1. 2. 3. Why near infrared spectroscopy?Why near infrared spectroscopy?
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āļāđāļēāđāļāļĄāļąāļ
aw
%Brix
āļāđāļēāđāļāļĢāļāļĩāļ
āļŊāļĨāļŊ
Chemometrics
Application
Prediction
Classification
āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļ ïĄāļāļ§āļēāļĄāđāļāđāļĄāļāđāļ
4. 14. 15. āļŠāđāļāļāđāļāļĢāļŠāđāļāļāļĩāļŠāđāļāļāđāļāļĢāļŠāđāļāļāļĩ (Near InfraRed
Spectroscopy)
âĒ āļāļēāļĢāļĻāļķāļāļĐāļēāđāļāļĩāđāļĒāļ§āļāļąāļāļāļēāļĢāļ§āļąāļāđāļĨāļ°
āļ§āļīāđāļāļĢāļēāļ°āļŦāđāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāļĢāļąāļāļŠāļĩāđāļĄāđāđāļŦāļĨāđāļ
āđāļāļāđāļēāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢ
âĒ āļ§āļīāļāļĩāļāļēāļĢāļ§āļąāļāđāļāļ NIRS āļĄāļĩāļāļ·āđāļāļāļēāļāļāļēāļ
āļāļēāļĢāļāļĩāđāļāļĨāļļāđāļĄāļāļąāļāļāđāļāļąāļ (functional groups)
C-H, O-H āđāļĨāļ° N-H āļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļ
āļāļīāļāļāļĢāļēāđāļĢāļāļĒāđāļēāļāđāļāļĨāđ
16. 17. 31. 32. 33. IR and NIRIR and NIR
âĒ IRspectroscopy āđāļāđāļāđāļāļĢāļ·āđāļāļāļĄāļ·āļāļŠāļģāļēāļāļąāļāļāļāļ
āļāļąāļāđāļāļĄāļĩāļāļīāļāļāļĢāļĩāļĒāđāļāļĩāđāļāđāļāļāļāļēāļĢāļĢāļ°āļāļļ functional
group āđāļ unknown samples
âĒ āļāđāļ§āļāļāļĨāļ·āđāļāļāļĩāđāđāļāđāļāļāļĢāļ°āđāļĒāļāļāđāļāļāļ mid-IR
spectra āļāļ·āļ āļāđāļ§āļāļāļ§āļēāļĄāļĒāļēāļ§āļāļĨāļ·āđāļāļāļąāđāļāđāļāđ 8500
āļāļķāļ 12500 nmāļāļķāđāļāļĨāļąāļāļĐāļāļ°āļŠāđāļāļāļāļĢāļąāļĄāļāļ°āđāļāđāļ
āļŠāļĄāļāļąāļāļīāđāļāļāļēāļ°āļāļąāļ§āļāļāļāđāļāđāļĨāļ°āđāļĄāđāļĨāļāļļāļĨ āļāļĩāđāđāļĢāļĩāļĒāļ
āļ§āđāļē finger-print region āđāļāļ·āđāļāļāļāļēāļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļ
āļāļģāļēāđāļāđāļāđāļĒāļ·āļāļĒāļąāļāđāļāļāļēāļĢāļĢāļ°āļāļļāļāļāļīāļāļāļāļāļŠāļēāļĢ
āļāļĢāļīāļŠāļļāļāļāļīāđāđāļāđ
34. 35. IR and NIRIR and NIR
âĒ āđāļāļāļĩ 1905 WilliamW. Coblentz āļŠāļēāļĄāļēāļĢāļ
āļŦāļēāļāļ§āļēāļĄāļŠāļąāļĄāļāļąāļāļāđāļĢāļ°āļŦāļ§āđāļēāļāļāļĨāļļāđāļĄāļāļ°āļāļāļĄ
āļ āļēāļĒāđāļāđāļĄāđāļĨāļāļļāļĨāļāļąāļāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāđāļāļĒāđāļēāļ
mid-IR(2500 to 50000 nm)
âĒ āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāđāļŦāļĨāđāļēāļāļĩāđāđāļāđāļāļāļĨāļĄāļēāļāļēāļ
interactions āļāļąāļāļāļēāļĢāļŠāļąāđāļāļŦāļĨāļąāļāļāļāļāļāļąāļāļāļ°āđāļāļĄāļĩ
āļāļāļāļāļ°āļāļāļĄāđāļāđāļĄāđāļĨāļāļļāļĨ
36. IR and NIRIR and NIR
āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļāļĒāđāļēāļāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļāļĒāđāļēāļ NIRNIR
âĒ āļāđāļēāļāļąāļāļāļ°āđāļāļĄāļĩāļĄāļĩāļāļĪāļāļīāļāļĢāļĢāļĄāđāļŦāļĄāļ·āļāļāļŠāļāļĢāļīāļ
āļāđāļāļāļāļļāļāļāļĢāļ°āļāļēāļĢ āļāļ§āļāļāļāļąāļĄ-
āđāļĄāļāļēāļāļīāļāļŠāđāļāļ°āļāļģāļēāļāļąāļāļāļēāļĢāļŠāļąāđāļāļāļĒāļđāđāļĢāļ°āļŦāļ§āđāļēāļāđāļāđ
āļŠāļāļāļŠāļāļēāļāļ° āđāļĨāļ°āļāļąāđāļāļāļ°āļāļģāļēāđāļŦāđāđāļāļīāļāļāļēāļĢāļāļđāļ
āļāļĨāļ·āļāđāļāļĒāđāļēāļ NIRāļāđāļāļĒāļĄāļēāļ āđāļāļĢāļēāļ°āļāļąāđāļ
āļŠāļāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļąāđāļāđāļāļīāļāđāļāļĒāđāļēāļ IRāļŦāļĄāļ
âĒ āļāļĒāđāļēāļāđāļĢāļāđāļāļēāļĄ āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļāļĒāđāļēāļ NIR
(780 to 2500 nm) āđāļāļīāļāļāļēāļāļāļēāļĢāļŠāļąāđāļāļŦāļĨāļąāļ
37. IR and NIRIR and NIR
âĒ NIRregion āđāļĒāļāļāļēāļ IRregion āđāļāđāđāļāļĒāļāđāļēāļĒ
āđāļāļ·āđāļāļāļāļēāļ IRregion āļāļĢāļ°āļāļāļāļāđāļ§āļĒ
fundamental mode of vibration āļŠāđāļ§āļāđāļ
āļĒāđāļēāļ NIRāļāļ°āļāļĢāļ°āļāļāļāļāđāļ§āļĒ overtones āđāļĨāļ°
combination modes āļāļĩāđāđāļāļīāļāļāļēāļ electronic
transitions āļāļķāđāļāđāļāđāļāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāļāļĩāđāļāļģāđāļē
âĒ Bands āļāļĩāđāļĄāļēāļāļēāļ overtones āđāļĨāļ°
combination modes āđāļāđāļ forbidden
transitions
38. IR and NIRIR and NIR
âĒ Overtones āđāļāļĢāļĩāļĒāļāđāļŦāļĄāļ·āļāļāđāļāđāļ
harmonics (āļŦāļĢāļ·āļāļāđāļēāđāļāļāļĢāļāļĩāđāļŠāļĩāļĒāļāļāđāļāļ·āļ
āđāļŠāļĩāļĒāļāļāļđāđāđāļāļ).
âĒ āļāļąāļāļāļąāđāļāļāļļāļāđāļŦāļĄāļāļāļēāļĢāļŠāļąāđāļāļŦāļĨāļąāļāļāđāļāļ°āļĄāļĩ
āļāļāļļāļāļĢāļĄāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļ āđāļāđāļāļāļģāļēāļāļ§āļāļāļĨ
āļāļđāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļĩāđāļāļēāļāļāļēāļĢāļŠāļąāđāļāļŦāļĨāļąāļ
(āļāļ§āļēāļĄāļāļĩāđāđāļāđāļāļŠāļąāļāļŠāđāļ§āļāļāļāļāļąāļāļāļąāļ
āļāļ§āļēāļĄāļĒāļēāļ§āļāļĨāļ·āđāļ)
39. IR and NIRIR and NIR
âĒ āļāļĢāļāļĩ Combinations āļāļ°āļāđāļāļāļāđāļēāļāļāļąāļ
āļāđāļāļāļāļ§āđāļē overtones
âĒ āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāļĒāđāļēāļ NIRāļāļ°āđāļāļīāļāļāļĩāđāļŠāļāļēāļāļ°
āļāļēāļĢāļāļĢāļ°āļāļļāđāļāļŠāļđāļāļāļ§āđāļēāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļāļ
āļŦāļĨāļąāļ (āļāļĩāđāđāļāļīāļāļāļąāļ IR) āđāļĨāļ°āđāļāđāļāļĨāļąāļāļāļēāļ
āļĄāļēāļāļāļ§āđāļē
âĒ Combinations āđāļāļīāļāļāļēāļāļāļēāļĢāđāļāđ
āļāļĨāļąāļāļāļēāļ NIRāļĢāđāļ§āļĄāļāļąāļāļĢāļ°āļŦāļ§āđāļēāļāļāļēāļĢāļāļđāļ
āļāļĨāļ·āļāļŦāļĨāļąāļāļŠāļāļāđāļāļāļŦāļĢāļ·āļāļĄāļēāļāļāļ§āđāļē
40. IR and NIRIR and NIR
âĒ āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļāļ overtones āļāļĩāđāđāļāļīāļāļāļēāļ
āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāļŦāļĨāļąāļāļāļ°āļĄāļĩāļāđāļāļĒāļāļ§āđāļē
combinations āļĄāļēāļ
âĒ āļāļĒāđāļēāļāđāļĢāļāđāļāļēāļĄ āļāļĨāļāļēāļāļāļēāļĢāļĢāļ§āļĄāļāļēāļĢāļāļđāļ
āļāļĨāļ·āļāļāļąāđāļāđāļāļ overtones āđāļĨāļ°
combinations āļāļģāļēāđāļŦāđāđāļāđ NIRspectra āļāļĩāđ
āļāļĢāļ°āļāļāļāļāđāļ§āļĒāļāļĩāļāļāđāļēāļāđ āđāļĄāđāļāļĩāđāļāļĩāļ āļāļĩāđāļāļđāđāļĨāđāļ§
āđāļĄāđāļāđāļēāļŠāļāđāļ
41. 42. Near infrared spectrum
Applicability of near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) for determination of crude protein
content in cowpea (Vigna unguiculata) leaves (pages 45â53) 2012 Erick K. Towett, Merle Alex, Keith D.
Shepherd, Severin Polreich, Ermias Aynekulu and Brigitte L. Maass
43. IR and NIRIR and NIR
âĒ āļ§āļīāļāļĩāļāļēāļĢāļ§āļąāļāđāļāļ NIRS āļĄāļĩāļāļ·āđāļāļāļēāļāļāļēāļāļāļēāļĢāļāļĩāđ
āļāļĨāļļāđāļĄāļāļąāļāļāđāļāļąāļ (functional groups) C-H, O-H
āđāļĨāļ° N-HāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāļāļīāļāļāļĢāļēāđāļĢāļāļĒāđāļēāļāđāļāļĨāđ
âĒ Bands āļāļĩāđāđāļāļīāļāļāļēāļ overtones āđāļĨāļ°
combination modes āđāļāļĒāđāļēāļ NIRāļĄāļąāļāļāļ°
āđāļŦāļĨāļ·āđāļāļĄāļāđāļāļāļāļąāļ āļāļģāļēāđāļŦāđāļāļēāļĢāļāļģāļēāļŦāļāļ bands
āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļ (band assignment) āļāļĩāđ
āļŠāļąāļĄāļāļąāļāļāđāļāļąāļāļāļāļāđāļāļĢāļ°āļāļāļāđāļāļāļąāļ§āļāļĒāđāļēāļāđāļāđāļ
āđāļĢāļ·āđāļāļāļāļĩāđāļĒāļļāđāļāļĒāļēāļ
âĒ Bands āļāļĩāđāļĄāļēāļāļēāļ overtones āđāļĨāļ°
44. IR and NIRIR and NIR
âĒ āđāļĄāļ·āđāļāđāļāļĢāļĩāļĒāļāđāļāļĩāļĒāļ IRāļāļąāļ NIRāđāļĨāđāļ§āļāļēāļĢāļāļđāļ
āļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāđāļāļĒāđāļēāļ NIRāļāļ°āļāđāļāļāļāđāļēāļāļāļģāđāļē
āļāļĒāđāļēāļāđāļĢāļāđāļāļēāļĄāļŠāļīāđāļāļāļĩāđāļāļ·āļāđāļāđāļāļāđāļāļāļĩ āđāļāļĢāļēāļ°āļāļąāđāļ
āļŦāļĄāļēāļĒāļāļķāļāđāļŠāļ NIRāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļŠāđāļāļāļāđāļēāļāđāļāđāļēāđāļ
āđāļāļāļąāļ§āļāļĒāđāļēāļāđāļāđāļĄāļēāļāļāļ§āđāļēāđāļŠāļ IR
âĒ āļāļąāļāļāļąāđāļāđāļ NIRregion āļāļ°āļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāđāļĨāļ·āļāļāđāļāļĨ
āđāļŠāđāļāļąāļ§āļāļĒāđāļēāļāļāļĩāđāļŦāļāļēāļāļąāđāļāđāļāđ 1 cmāđāļāđāļāļāļāļķāļ 10
cmāđāļāļāļāļ°āļāļĩāđāđāļāļĒāđāļēāļ IRregion āđāļāļĨāđāļŠāđ
āļāļąāļ§āļāļĒāđāļēāļāļāļ°āļāđāļāļāļĄāļĩ light path length āļāļĩāđāļŠāļąāđāļ
āļĄāļēāļāđ āđāļāļ·āđāļāļāļāļēāļāļĄāļĩāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļ IRāļŠāļđāļ
45. Figure 2 āļāļ·āļ NIRspectrumāļāļāļ chloroform,
CHCl3, āļĄāļĩāđāļĄāđāļĨāļāļļāļĨāļāļĢāļ°āļāļāļāļāđāļ§āļĒāļāļ°āļāļāļĄ
āđāļŪāđāļāļĢāđāļāļ 1 āļāļ°āļāļāļĄ āđāļĨāļ°āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāļāļĩāđ
āđāļāļīāļāļāļķāđāļāļāļąāđāļāļŦāļĄāļāļĄāļēāļāļēāļāļāļ°āļāļāļĄāđāļŪāđāļāļĢāđāļāļāļāļĩāđ āļāļąāļ
āļāļąāđāļ NIRspectroscopy āļāļ°āđāļāļĩāđāļĒāļ§āļāđāļāļāļāļąāļāļāļ°āļāļāļĄ
āđāļŪāđāļāļĢāđāļāļāđāļāđāļāļŦāļĨāļąāļ
46. Figure 3 āļāļ·āļ āļŠāđāļāļāļāļĢāļąāļĄāļāļāļāđāļĄāļāļēāļāļāļĨ,
CH3OH, āļāļķāđāļāļĄāļĩāļāļ°āļāļāļĄāđāļŪāđāļāļĢāđāļāļ 4
āļāļ°āļāļāļĄ āļŠāđāļāļāļāļĢāļąāļĄāļāļĩāđāļĄāļĩāļāļĩāļāļāļĩāđāļāđāļēāļāļāļ§āđāļēāļ
āļāļķāđāļāđāļāđāļāļŠāļĄāļāļąāļāļīāļāļāļāļŠāđāļāļāļāļĢāļąāļĄ NIR
47. âĒ Figure 4 āļāļ·āļ āļŠāđāļāļāļāļĢāļąāļĄāļāļāļāļāļđāđāļāļĢāļŠ,
C12H24O12, āļāļķāđāļāđāļŠāļāļāđāļŦāđāđāļŦāđāļāļāļķāļāļāđāļ§āļāļāļēāļĢāļāļđāļ
āļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāļāļĩāđāļāđāļēāļāļāļ§āđāļēāļāļŦāļĨāļēāļĒāļāđāļ§āļ āđāļĨāļ°āļāļĩāļ
āđāļāļāđ āđāļāđāļāđāļāļĩāļĒāļ§āļāļąāļ
âĒ āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāđāļāđāļāļāļĩāļāļāđāļēāļāļāļ§āđāļēāļāļāļĩāđāļĄāļĩ
āļŠāļēāđāļŦāļāļļāļĄāļēāļāļēāļāļāļĩāļāđāļāļāđ āļŦāļĨāļēāļĒāđ āļāļĩāļ
49. IR and NIRIR and NIR
âĒ āđāļāļ·āđāļāļāļāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļāļąāļāļāđāļāļāļāļāļāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļ
āđāļŠāļāđāļāļĒāđāļēāļ NIRāđāļĄāļ·āđāļāđāļāļĩāļĒāļāļāļąāļāļĒāđāļēāļ mid-IR
āļāļķāđāļāđāļāđāļēāđāļāđāļāđāļāđāļēāļĒāļāļ§āđāļē āļāļąāļāļ§āļīāļāļąāļĒāļŠāđāļ§āļāđāļŦāļāđāđāļ
āļĒāļļāļāļāļąāđāļāļāļķāļāđāļĄāđāļŠāļāđāļāļāļĩāđāļāļ°āļĻāļķāļāļĐāļēāđāļĨāļ°āļ§āļīāļāļąāļĒāđāļāļĩāđāļĒāļ§
āļāļąāļāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāļĒāđāļēāļ NIR
âĒ Karl Norris: āļāļķāđāļāđāļāđāļāļ§āļīāļĻāļ§āļāļĢāļāļģāļēāļāļēāļāļāļĩāđ USDA
āđāļāđāđāļŠāļāļāđāļŦāđāđāļŦāđāļāļ§āđāļē āļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāđāļŠāļāđāļāļĒāđāļēāļ
NIRāļĄāļĩāļāļĢāļ°āđāļĒāļāļāđāļāđāļāļāļēāļĢāļ§āļīāđāļāļĢāļēāļ°āļŦāđāđāļāļīāļ
āļāļļāļāļ āļēāļāļŠāļģāļēāļŦāļĢāļąāļāļāļąāļ§āļāļĒāđāļēāļāļāļēāļāļāļēāļĢāđāļāļĐāļāļĢ
âĒ āđāļŦāļāļļāļāļĨāļŦāļāļķāđāļāļāļĩāđ NIRāļĄāļĩāļāļĢāļ°āđāļĒāļāļāđāļāđāļāļ·āļ
50. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. âĒ āļāļēāļĢāļŠāļąāđāļāđāļāļ simple harmonic oscillation
āđāļĄāđāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļāļāļīāļāļēāļĒāļāļĪāļāļīāļāļĢāļĢāļĄāļāļāļāđāļĄāđāļĨāļāļļāļĨāđāļāđ
āļŠāļĄāļāļđāļĢāļāđ āđāļāļ·āđāļāļāļāļēāļāđāļāđāļāļĢāļ°āļāļāļāļĩāđāļĄāļĩāļāļāļēāļāđāļĨāđāļāļĄāļēāļ
âĒ āļāļąāđāļāļāļĩāđāđāļāļ·āđāļāļāļāļēāļāļĢāļ°āļāļāđāļĄāđāļĨāļāļļāļĨāļāļ°āđāļĄāđāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļ
āđāļāđāđāļāđāļāļąāļāļāļēāļĢāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāļŦāļĢāļ·āļāļāļēāļĒāļāļĨāļąāļāļāļēāļāļāļĒāđāļēāļ
āļāđāļāđāļāļ·āđāļāļāđāļāđ āđāļŦāļĄāļ·āļāļāļāļąāļāļāļĩāđāđāļĄāđāļāļĨāļĄāļ§āļĨāļāļąāļāļŠāļāļĢāļīāļ
āļāļāļīāļāļēāļĒāđāļāđ
âĒ āļĢāļ°āļāļāđāļĄāđāļĨāļāļļāļĨāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļāļđāļāļāļĨāļ·āļāļŦāļĢāļ·āļāļāļēāļĒ
āļāļĨāļąāļāļāļēāļāđāļāđāđāļāļāļēāļ°āļĢāļ°āļāļąāļāļāļĨāļąāļāļāļēāļāļāļĩāđāđāļāļāļāđāļēāļāļāļąāļ
āđāļāđāļāļāļ (EÏ
) āļāļēāļĄāļāļāļāļ§āļāļāļāļąāļĄāđāļĄāļāļēāļāļīāļāļŠāđ
āđāļāđāļēāļāļąāđāļ āļāļķāđāļāđāļāđāļāđāļāļāļēāļĄāļŠāļĄāļāļēāļĢāļāļąāļāļāļĩāđ:
Î―Ï
Ï
hE ïĢ·
ïĢļ
ïĢķ
ïĢŽ
ïĢ
ïĢŦ
+=
2
1
76. âĒ Although the harmonic model can help understanding vibrational
spectroscopy, it produces some disappointing restrictions for NIR
spectroscopy because it can not permit transitions where âÏ
is
greater than 1 (selection rule of n Âą 1 ).
âĒ Transitions with âÏ
= 2 or greater (absorption frequencies of 2n, 3n
etc.) are forbidden by the harmonic/quantum model and, in this
way, most of the observable phenomena in the NIR region, the
overtones bands, should not exist.
âĒ Also, the vibrations in the harmonic model are independent and
their combinations would not exist under the restrictions imposed
by the model.
âĒ Nevertheless, both overtones and combination bands exist.
Pasquini Near Infrared Spectroscopy: Fundamentals, Practical Aspects and Analytical Applications
J. Braz. Chem. Soc., Vol. 14, No. 2, 198-219, 2003.
77. Anharmonic VibrationsAnharmonic Vibrations
âĒ The fact that springs eventually loose their elasticity and
break has its correspondence in the quantum chemical
oscillator.
âĒ The key to a correct description is the use of an anharmonic
potential.
âĒ A consequence of anharmonicity is, that the vibratory levels
are now not evenly spaced but tend to become closer with
increasing quantum numbers.
âĒ One way to address this issue is to assume that the individual
energies En from the harmonic case are only the first linear
term of a series that comprises terms of higher order.
78. Î― = 0
Î― = 3
Î― = 2
Î― = 1
Î― = 0
Î― = 3
Î― = 2
Î― = 1
de de
Interatomic Distance
PotentialEnergy(V)
A
Harmonic Potential
B
Anharmonic Potential
Dissociation
Fundamental
First overtone
Second overtone
2
2
1
kxV =
Î―Ï
Ï
hE ïĢ·
ïĢļ
ïĢķ
ïĢŽ
ïĢ
ïĢŦ
+=
2
1 )
2
1
()
2
1
(1)
2
1
()
2
1
( 2
+ïĢšïĢŧ
ïĢđ
ïĢŊḭ̈
ïĢŪ
+ââ
+â+â
Ï
Ï
Î―Ï
Î―Ï
Î― mm xhhxhE
( )2)(
1 erra
e eDV ââ
â=
āļāļēāļĢāļŠāļąāđāļāļāļāļāļāļąāļāļāļ°āļāļĩāđāļāļĢāļ°āļāļāļāļāđāļ§āļĒāļāļēāļĢāļŠāļąāđāļāļāļāļāļāļąāļāļāļ°āļāļĩāđāļāļĢāļ°āļāļāļāļāđāļ§āļĒ 22 āļāļ°āļāļāļĄāļāļ°āļāļāļĄ
De
89. āđāļŦāļĄāļāļāļēāļĢāļŠāļąāđāļ (Modes of vibration)
Symmetrical Asymmetrical Symmetrical
stretching stretching in-plane deformation
(scissoring)
Asymmetrical Symmetrical Asymmetrical
in-plane deformation out-of-plane deformation out-of-plane deformation
(rocking) (wagging) (twisting)
Bending
Bending
90. Symmetrical stretching Asymmetrical stretching
Symmetrical
In-plane deformation
(Scissoring)
Asymmetrical
In-plane deformation
(Rocking)
Symmetrical
Out-of-plane deformation
(Wagging)
Asymmetrical
Out-of-plane deformation
(Twisting)
91. Absorption due to overtoneAbsorption due to overtone
Î―n
= nÎ―0
[1 â (n + 1)X]
Where
n = positive integer
Î―0
= wave number of the fundamental vibration
X = anharmonicity constant
92. Absorption due to combinationAbsorption due to combination
Î―n
= n1Î―1
+ n2Î―2
Where
n1, n2 = positive integers
Î―1 ,
Î―2
= wave number of the fundamental vibration
Simultaneous excitation of more than one
quantum number gives rise to a combination band.
93. 94. 95. Bond vibrationBond vibration Wavenumber
(cm-1)
Wavelength
(nm)
Asymmetrical stretching of NH 3400 2941
Symmetrical stretching of NH 3300 3030
Overtone of asymmetrical stretching of
NH
6803 1470
Overtone of symmetrical stretching of NH 6536 1530
Combination of symmetrical stretching
and asymmetrical stretching of NH
6666 1500
Fundamental, overtone andFundamental, overtone and
combination vibrations of ureacombination vibrations of urea