적외선흡수분광법
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적외선흡수분광법 자료입니다.

목차

1.적외선흡수분광법(Infrared Spectroscopy)
Ⅰ. IR(Infrared)
Ⅱ. 기기 장치
Ⅲ. 시료 취급 방법
Ⅳ. 실험시 주의 사항


2. FTIR(Fourier-Transformation Infrared)
Ⅰ. 원리
Ⅱ. 용도
Ⅲ. 기기특성
Ⅳ. FT-IR의 장점
Ⅵ. 장치의 조작방법


참고문헌

본문내용

적외선흡수분광법
1. IR 흡수 분광법이란...
시료에 적외선을 비추어서 쌍극자 모멘트가 변화하는 분자 골격의 진동과 회전에 대응하는 에너지의 흡수를 측정하는 분석법을 말한다.
2. 적외선 스펙트럼 영역
IR 분석에서 가장 많이 이용되는 영역은 중간 적외선 영역.
3. 분자의 적외선 흡수
(1) 분자가 적외선을 흡수하려면 그 분자는 진동과 회전운동에 의한 쌍극자
모멘트의 알짜 변화를 일으켜야한다.
(2) 분자가 진동할 때 이 쌍극자 모멘트의 변화량이 클수록 적외선의 흡수는 크다.
(3) 쌍극자 모멘트의 변화량은 진동하고 있는 원자간 거리가 짧을수록 또
부분전하가 클수록 커져서 강한 적외선 흡수가 관측된다.
(4) 이런 조건하에서만 복사선의 전기장이 분자와 작용할 수 있고, 분자의 진동 및
회전운동의 진폭에 변화를 일으킬 수 있다.
(5) N2, H2, O2 분자와 같은 동일핵종 분자의 경우에는 분자의 진동 또는
회전운동에 의해 쌍극자 모멘트의 알짜 변화가 일어나지 않으므로 적외선을 흡수하지 않는다.
4. 분자 진동의 종류
(1) 신축(stretching)진동 : 두 원자 사이의 결합축에 따라 원자간의 거리가 연속해서 변화하는 운동.
① 대칭진동 ② 비대칭진동
(2) 굽힘(bending)진동 : 두 결합 사이의 각도가 변화하는 운동.
① 가위질(scissoring)진동 ② 좌우 흔듦(rocking)진동
③ 앞뒤 흔듦(wagging)진동 ④ 꼬임(twisting)진동
5. 진동방식
(1) 분자운동 : 병진·회전·진동 운동.
① 병진운동
(ⅰ) 공간에서 전체 분자의 운동.
(ⅱ) 세 개의 좌표를 필요로 하며, 세 개의 자유도가 필요.
② 회전운동
(ⅰ) 분자 전체 운동.
(ⅱ) 또 다른 세 개의 자유도가 필요.
③ 진동운동
(ⅰ) 원자 각 개의 다른 원자에 상대적인 운동.
(ⅱ) 선형분자의 진동수 (3N - 5)
비선형 분자의 진동수 (3N - 6)
⇒ 기준진동 방식 (normal mode)
(2) 기준 진동 방식의 계산에서 예상되는 수보다 더 적은 수의 봉우리가 나타나는 경우
① 분자의 대칭성으로 말미암아 특별한 진동에서 쌍극자 변화가 일어나지 않는 경우
② 한 두 개의 진동 에너지가 서로 같거나 거의 같을 때
③ 흡수 세기가 보통의 방법으로 검출될 수 없을 만큼 낮을 때
④ 진동에너지가 측정기기 범위 밖의 파장영역에 있을 때
(3) 배진동(overtone)에 의해 흡수 봉우리 수가 더 많이 나타남.
배진동이란... : 진동 에너지준위 1→ 2로, 또는 2→ 3으로 전이할 때 에너지는 0→ 1전이의 경우와 같아야 한다. 양자론에 의하면 진동 양자수가 1단위로 변하는 전이만이 일어난다. 즉, 선택규칙은 △v = ±1임을 뜻한다.

아주 높은 진동양자수에서 △E는 그 값이 작아진다.그러므로 선택규칙은
엄격히 적용되지 않고 △v = ±2 or △v =±3의 전이가 나타난다. 이러한 전이는 기본 스펙트럼선보다 약 2배 또는 3배의 진동수가 나타나는데, 이런 진동수를
배진동수라 한다.
6. 진동의 짝지음 : 분자진동 사이의 상호작용.
(1) 조건
① 두 가지 진동에 공통 원자가 있을 때만이 신축진동간에 센 짝지음이 일어난다.
② 굽힘 진동간에 상호작용이 일어나려면 진동기 간의 공통 결합이 필요하다.
③ 신축결합이 굽힘 진동의 변하는 각의 한쪽을 이루면 신축과 굽힘 진동 간에
짝지음이 일어난다.
④ 짝진기들이 대략 같은 에너지를 각각 가질 때 상호작용은 가장 크다.
⑤ 두 개 이상의 결합에 의해 분리된 기 사이에는 상호작용이 관찰되지 않든지
거의 없다.
⑥ 짝지음 진동들은 동일한 대칭성을 가지기를 요구한다.
(2) 예 : CO2
① 두 개의 C=O 결합 사이에 짝지음이 일어나지 않으면 지방족 케톤내의
C=O 신축진동에 대한 봉우리와 같은 파수(1700cm-1)에서 흡수봉우리가
나타나야 하는데, 2330cm-1 와 667cm-1에서 2개의 흡수봉우리가 나타난다.
② 이산화탄소는 선형이므로(3×3―5)=4개의 자유도를 갖는다.
(ⅰ) 대칭 신축 진동 : 쌍극자의 알짜 변화가 없으므로, 적외선 비활성
(inactive)이다.
O ← C → O
(ⅱ) 비대칭 신축 진동 : 쌍극자 모멘트의 알짜 변화가 일어나며, 2330cm-1
에서 나타난다.
O →C ↔O
(ⅲ) 가위질 진동 : 나머지 두 진동으로, 방향만 다른 같은 파수 667cm-1
에서 흡수 봉우리가 나타난다.
↗ ↖
O ─C ─O O ─ C ─ O
- + -
7. 분석적 응용
(1) 정성분석 : 흡수띠의 위치로부터 어떠한 작용기가 분자내에 존재하는지를
알아보는 분석방법이다. 일반적으로 IR분석을 말할때는 정성분석을 의미한다.
① 3700∼2700cm-1 : 수소원자와 다른 원자간의 신축운동.
·3700∼3100cm-1 : O―H 신축진동 ·3000∼2850cm-1

참고문헌

http://lotus.silla.ac.kr/~shkim/story/IR.htm
http://my.netian.com/~truejang/lecture/heat/FT-IR.htm
http://tipp.sunchon.ac.kr/ver2/02dir/FT-IR.html
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