La diferencia clave entre la resonancia de Fermi y los sobretonos en los espectros IR es que la resonancia de Fermi es el cambio de las energías y las intensidades de las bandas de absorción en los espectros IR o Raman, mientras que los sobretonos en los espectros IR son bandas espectrales que ocurren en un espectro vibratorio tras la transición de una molécula del estado fundamental al segundo estado excitado.
Los espectros IR o el espectro IR son el resultado de la espectroscopia IR, donde la radiación IR se utiliza para analizar una muestra. Aquí, podemos observar la interacción entre la materia y la radiación IR. Podemos obtener espectros IR de la espectroscopia de absorción. La espectroscopia IR se utiliza para la identificación y el análisis de sustancias químicas en una muestra determinada. Esta muestra puede ser un sólido, un líquido o un gas. El espectrofotómetro infrarrojo es el instrumento que utilizamos para este proceso. El espectro IR es un gráfico y tiene una absorbancia de luz por la muestra en el eje y y la longitud de onda o la frecuencia de la luz IR en el eje x. La unidad de frecuencia que usamos aquí es centímetros recíprocos (por centímetro o cm-1). Si usamos longitud de onda en lugar de frecuencia, entonces la unidad de medida es el micrómetro.
¿Qué es la resonancia de Fermi?
La resonancia de Fermi es el cambio de las energías y las intensidades de las bandas de adsorción en un espectro IR o un espectro Raman. Este estado de resonancia se crea como consecuencia de la mezcla de funciones de onda de la mecánica cuántica. Este concepto fue introducido por el físico italiano Enrico Fermi, que dio nombre a esta resonancia.
Si ocurre una resonancia de Fermi, hay dos condiciones que deben cumplirse: (1) la transformación de los dos modos de vibración de una molécula de acuerdo con la misma representación irreducible en el grupo puntual molecular (lo que significa que la simetría del dos vibraciones deben ser similares) (2) las transiciones tienen energías similares coincidentemente.
Figura 1: Aspecto ideal de un modo normal y un sobretono antes y después de la aparición de la resonancia de Fermi
La mayoría de las veces, si las excitaciones fundamental y armónica casi coinciden con la resonancia de Fermi en energía, la resonancia de Fermi ocurre entre las excitaciones fundamental y armónica. Además, hay dos efectos principales en el espectro liderado por la resonancia de Fermi:
- Cambio de modo de alta energía a mayor energía y cambio de modo de baja energía a uno de menor energía
- Aumentar la intensidad del modo más débil mientras que la banda más intensa tiende a disminuir en intensidad
¿Qué son los sobretonos en los espectros IR?
El sobretono en el espectro IR es la banda espectral que existe en un espectro vibratorio de una molécula cuando esta molécula está pasando del estado fundamental a un segundo estado excitado. En otras palabras, la transición de la molécula ocurre de v=0 a v=2 donde v es el número cuántico vibratorio. Podemos obtener v resolviendo la ecuación de Schrödinger para esa molécula en particular.
Figura 02: Ecuación de Schrödinger
En general, cuando se estudian los espectros de vibración de las moléculas, las vibraciones de los enlaces químicos tienden a aproximarse a osciladores armónicos simples. Por lo tanto, necesitamos usar un potencial cuadrático en la ecuación de Schrödinger para resolver los valores propios de la energía vibratoria. Por lo general, estos estados de energía están cuantificados y solo tienen valores discretos para la energía. Si pasamos radiación electromagnética a través de la muestra, las moléculas tienden a absorber la energía de EMR y cambian el estado de energía vibracional de la molécula.
¿Cuál es la diferencia entre la resonancia de Fermi y los sobretonos en los espectros IR?
La diferencia clave entre la resonancia de Fermi y los sobretonos en los espectros IR es que la resonancia de Fermi es el cambio de las energías y las intensidades de las bandas de absorción en los espectros IR o espectros Raman, mientras que los sobretonos en los espectros IR son bandas espectrales que ocurren en un espectro vibratorio sobre la transición de una molécula del estado fundamental al segundo estado excitado.
La siguiente tabla resume la diferencia entre la resonancia de Fermi y los armónicos en los espectros IR.
Resumen: resonancia de Fermi frente a sobretonos en espectros IR
La diferencia clave entre la resonancia de Fermi y los sobretonos en los espectros IR es que la resonancia de Fermi es el cambio de las energías y las intensidades de las bandas de absorción en los espectros IR o espectros Raman, mientras que los sobretonos en los espectros IR son bandas espectrales que ocurren en un espectro vibracional sobre la transición de una molécula del estado fundamental al segundo estado excitado.
