La principale différence entre la résonance de Fermi et les harmoniques dans les spectres IR est que la résonance de Fermi est le déplacement des énergies et des intensités des bandes d'absorption dans les spectres IR ou Raman, tandis que les harmoniques dans les spectres IR sont des bandes spectrales qui se produisent dans un spectre vibrationnel lors de la transition d'une molécule de l'état fondamental au deuxième état excité.
Les spectres IR ou spectre IR sont le résultat de la spectroscopie IR, où le rayonnement IR est utilisé pour analyser un échantillon. Ici, nous pouvons observer l'interaction entre la matière et le rayonnement IR. Nous pouvons obtenir des spectres IR à partir de la spectroscopie d'absorption. La spectroscopie IR est utilisée pour l'identification et l'analyse de substances chimiques dans un échantillon donné. Cet échantillon peut être un solide, un liquide ou un gaz. Le spectrophotomètre infrarouge est l'instrument que nous utilisons pour ce processus. Le spectre IR est un graphique, et il a une absorbance de la lumière par l'échantillon sur l'axe y et la longueur d'onde ou la fréquence de la lumière IR sur l'axe x. L'unité de fréquence que nous utilisons ici est l'inverse des centimètres (par centimètre ou cm-1). Si nous utilisons la longueur d'onde au lieu de la fréquence, l'unité de mesure est le micromètre.
Qu'est-ce que la résonance de Fermi ?
La résonance de Fermi est le déplacement des énergies et des intensités des bandes d'adsorption dans un spectre IR ou un spectre Raman. Cet état de résonance est créé à la suite du mélange de la fonction d'onde de la mécanique quantique. Ce concept a été introduit par le physicien italien Enrico Fermi, qui a donné son nom à cette résonance.
Si une résonance de fermi se produit, il y a deux conditions qui doivent être remplies: (1) transformation des deux modes de vibrations d'une molécule selon la même représentation irréductible dans le groupe de points moléculaires (c'est-à-dire que la symétrie du deux vibrations doivent être similaires) (2) les transitions ont des énergies similaires par coïncidence.
Figure 1: Apparence idéale d'un mode normal et d'une harmonique avant et après l'apparition de la résonance de Fermi
Le plus souvent, si les excitations fondamentale et harmonique coïncident presque avec la résonance de Fermi en énergie, la résonance de Fermi se produit entre les excitations fondamentale et harmonique. De plus, il y a deux effets majeurs sur le spectre dirigé par la résonance de Fermi:
- Passage du mode haute énergie à une énergie plus élevée et passage d'un mode basse énergie à une énergie plus faible
- Augmentation de l'intensité du mode le plus faible tandis que la bande la plus intense a tendance à diminuer en intensité
Que sont les harmoniques dans les spectres IR ?
Overtone dans le spectre IR est la bande spectrale qui existe dans un spectre vibrationnel d'une molécule lorsque cette molécule passe de l'état fondamental à un second état excité. En d'autres termes, la transition de la molécule se produit de v=0 à v=2 où v est le nombre quantique vibrationnel. Nous pouvons obtenir v en résolvant l'équation de Schrödinger pour cette molécule particulière.
Figure 02: Équation de Schrödinger
En général, lors de l'étude des spectres vibrationnels des molécules, les vibrations des liaisons chimiques ont tendance à être assimilées à de simples oscillateurs harmoniques. Par conséquent, nous avons besoin d'un potentiel quadratique à utiliser dans l'équation de Schrodinger afin de résoudre les valeurs propres de l'énergie vibrationnelle. Habituellement, ces états d'énergie sont quantifiés et ils n'ont que des valeurs discrètes pour l'énergie. Si nous faisons passer un rayonnement électromagnétique à travers l'échantillon, les molécules ont tendance à absorber l'énergie de l'EMR et à modifier l'état d'énergie vibratoire de la molécule.
Quelle est la différence entre la résonance de Fermi et les harmoniques dans les spectres IR ?
La principale différence entre la résonance de Fermi et les harmoniques dans les spectres IR est que la résonance de Fermi est le déplacement des énergies et des intensités des bandes d'absorption dans les spectres IR ou Raman, tandis que les harmoniques dans les spectres IR sont des bandes spectrales qui se produisent dans un spectre vibrationnel lors de la transition d'une molécule de l'état fondamental au deuxième état excité.
Le tableau suivant résume la différence entre la résonance de Fermi et les harmoniques dans les spectres IR.
Résumé - Résonance de Fermi vs harmoniques dans les spectres IR
La principale différence entre la résonance de Fermi et les harmoniques dans les spectres IR est que la résonance de Fermi est le déplacement des énergies et des intensités des bandes d'absorption dans les spectres IR ou Raman, tandis que les harmoniques dans les spectres IR sont des bandes spectrales qui se produisent dans un spectre vibrationnel lors du passage d'une molécule de l'état fondamental au second état excité.
