소개글
"ir spectrum"에 대한 내용입니다.
목차
1. 적외선 분광법을 이용한 화합물 분석
1.1. 적외선 분광법의 원리
1.2. FT-IR 분광법
1.3. 고체 시료 준비 방법
1.4. 분자의 진동 모드
1.5. 이원자 분자의 회전 운동
1.6. 진동-회전 상호작용
2. HCl 분자의 IR 스펙트럼 분석
2.1. HCl 분자의 진동-회전 에너지 준위
2.2. P-branch와 R-branch
2.3. 동위원소 효과
3. Hesperidin과 Menthol의 IR 스펙트럼 분석
3.1. Hesperidin의 화학 구조 특성
3.2. Menthol의 화학 구조 특성
3.3. IR 스펙트럼을 통한 관능기 확인
4. 참고 문헌
본문내용
1. 적외선 분광법을 이용한 화합물 분석
1.1. 적외선 분광법의 원리
적외선 분광법의 원리는 분자의 진동과 관련이 깊다. 분자는 특정한 양의 진동 에너지를 가지고 일정한 진동 운동을 하는데, 이러한 분자 진동을 일으키기 위해서는 그 분자의 결합 종류 및 세기, 결합을 하고 있는 원자의 종류에 따라 고유한 진동 주파수에 해당하는 빛 에너지를 흡수해야 한다. 따라서 분자에 적외선을 쬐어주면 진동을 일으키는데 필요한 주파수의 빛을 흡수하고, 이 에너지에 대응하는 특성적인 적외선 스펙트럼이 나타나게 된다. 이를 분자 구조와 관련지어 해석하면 분자 구조에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이처럼 적외선 분광법의 원리는 분자의 진동을 기반으로 하며, 분자가 특정 진동 모드를 가지고 있다는 사실에 기인한다.
1.2. FT-IR 분광법
FT-IR 분광법은 특정한 형태의 적외선 분광법이다. FT-IR 분광기를 사용하여 고체, 액체 또는 기체의 흡수 또는 방출 스펙트럼을 얻는 데 사용된다. FT-IR에서는 모든 빛의 주파수가 동시에 측정된다. 이후 푸리에 변환이라는 수학적 변환을 거쳐 최종적인 IR 스펙트럼을 얻는다.
FT-IR 분광법은 기존의 스캐닝 IR 분광법에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 우선 모든 주파수를 동시에 측정하기 때문에 분석 속도가 훨씬 빠르다. 또한 신호 대 잡음비가 크고, 분해능이 뛰어나며, 기기 구조가 단순하여 유지보수가 쉽다는 특징이 있다. 이러한 장점 때문에 현대 화학 실험실에서 가장 널리 사용되는 분광 기술 중 하나이다.
FT-IR 분광법의 원리는 다음과 같다. 우선 IR 방사선을 샘플에 조사하면 특정 진동 에너지 준위로 분자가 들뜨게 된다. 그 후 이러한 들뜸 상태에서 바닥 상태로 돌아가는 과정에서 특정 진동수의 IR 복사선을 방출하게 된다. 이때 방출되는 IR 복사선의 진동수는 분자의 구조와 관련된 특성 진동수와 일치하게 된다. 따라서 방출된 IR 스펙트럼을 분석하면 분자의 구조 정보를 얻을 수 있다.
FT-IR 분광법에서는 마이컨즈 간섭계를 사용하여 모든 주파수의 IR 복사선을 동시에 측정한다. 이렇게 측정된 간섭 신호를 푸리에 변환하면 최종적인 IR 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 과정에서 신호 대 잡음비를 크게 향상시킬 수 있어 매우 정밀한 스펙트럼 분석이 가능하다.
따라서 FT-IR 분광법은 빠른 분석 속도, 우수한 분해능, 간단한 기기 구조 등의 장점으로 인해 현대 화학 연구에서 필수적인 분광 분석 기술이 되었다고 할 수 있다.
1.3. 고체 시료 준비 방법
고체 시료 준비 방법이란 IR 분광법을 이용하여 고체 물질의 구조를 분석하기 위해 시료를 준비하는 방법이다. 가장 간단한 고체 시료 준비 방법은 KBr pellet 제조 방법이다. KBr은 적외선을 거의 흡수하지 않기 때문에 시료와 균일하게 섞어 pellet 형태로 만들 수 있다. 따라서 시료와 KBr을 적절한 비율로 섞어 분쇄한 후 고압 압축기로 압축하여 투명한 KBr pellet을 제조한다. 이때 KBr은 공기 중에서 수분을 흡수하므로 반드시 건조된 상태를 유지해야 한다. 또한 시료와 KBr이 균일하게 섞이도록 충분히 갈아주어야 한다. 이렇...
참고 자료
1. McQuarrie, D. A.; Simon, J. D.; Physical Chemistry: A Molecular Approach, University Science Books: Sausalito, CA, 1997.
2. Shoemaker, D. P.; Garland, C. W.; Nibler, J. W. Experiments in Physical Chemistry; 6 ed. McGraw-Hill: New York, 1996.
3. Gentry, W. R., Buttrill, S. E., Crawford, B., et al. Chemistry 4511 Advanced Physical Chemistry Lab Manual, 18thed.,August2006.
