molekylspektroskopi

molekylspektroskopi, studiet af molekylers vekselvirkning med elektromagnetisk stråling. Molekylspektroskopi er en fællesbetegnelse for en række eksperimentelle metoder til studier af molekylers opbygning og egenskaber. Fortolkningen af molekylspektroskopiske eksperimenter var i første halvdel af 1900-t. stærkt medvirkende til udviklingen af kvantemekanikken. Mange af metoderne er i dag meget anvendt inden for den analytiske kemi.

Molekylers energi er, ligesom atomers, kvantiseret. Under vekselvirkning med elektromagnetisk stråling kan molekyler skifte fra én energitilstand til en anden. Ændringen i energi kan udtrykkes som en sum af bidrag, der stammer fra henholdsvis elektronisk energi, vibrations- og rotationsenergi samt energi, der er knyttet til elektron- eller kernespin. Bidragene er nævnt efter aftagende størrelse.

Studier af molekylers absorption af ultraviolet (UV) og synligt (VIS) lys kaldes UV/VIS-spektroskopi. Absorptionen skyldes primært ændringer i molekylernes elektroniske energi, hvorfor spektrene også benævnes elektronspektre.

Studier af molekylers absorption af infrarød stråling kaldes infrarød spektroskopi. Absorptionen skyldes her primært ændring i molekylernes vibrationsenergi, hvorfor spektrene også kaldes vibrationsspektre.

Ændringer i molekylers rotationsenergi kan studeres ved anvendelse af stråling i det lavfrekvente infrarøde område eller mikrobølgeområdet. Disse spektre kaldes ofte rotationsspektre. Studier af molekylers vibrations- og rotationsenergi kan også ske vha. Raman-spektroskopi.

Anbringes molekyler i meget stærke magnetfelter, kan man opnå detaljerede absorptionsspektre, der skyldes ændringer i molekylernes spintilstand (elektronspinresonans-spektroskopi, ESR, og kernespinresonans-spektroskopi, NMR). Frekvensen af den anvendte elektromagnetiske stråling ligger i radiobølgeområdet og afhænger bl.a. af magnetfeltets størrelse.

Herudover findes en lang række specialiserede former for molekylspektroskopi, ofte baseret på laserteknologi.