1,2-dichloroethane(DCE)의 회전 이성질체

목차

1. 실험목적
2. 배경 이론 및 원리
3. 시약 및 기구, 실험 방법 및 유의사항
4. 관찰 및 측정 결과
5. 결론 및 토의
6. 생각해볼 문제

본문내용

1. 실험 목적
1,2-dichloroethane(DCE)의 회전 이성질체 사이의 에너지 차이를 라만 분광학을 이용하여 구할 수 있다.

2. 배경 이론 및 원리
1) 분자의 진동과 라만 분광법
N개의 원자로 이루어진 분자는 3N-6(선형 분자의 경우 3N-5)개의 기본 진동 방식을 갖는데, 이 기본 진동 방식들은 신축 진동, 굽힘 진동 등으로 분류되며, 서로 독립적이고 각기 다른 에너지를 갖는다. 라만 분광법과 적외선 분광법은 이러한 분자의 진동 에너지를 통해 분자에 대한 정보를 얻는 분광법이다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 두 분광법에서 분자가 겪는 과정은 차이가 있다. 일반적으로 라만 분광법에서는 단색의 입사광(레이저)과 분자의 산란광의 차이를 통해 분자의 진동 정보를 얻는데, 이 차이는 분자의 특정 진동 에너지에 해당한다. 이때 분자는 가상의 에너지 준위로 여기되므로 사용하는 레이저의 파장은 어떤 에너지를 갖더라도 산란은 일어나며(주로 가시광선 영역의 레이저를 사용), 분자는 초기 상태와 다른 진동 에너지 상태로 전이된다. 반면, 적외선 분광법에서는 연속적으로 변화하는 적외선 영역의 빛을 조사하여 각 파장에서 흡수한 정도를 읽어 스펙트럼을 얻는다. 적외선을 쪼이는 이유는 진동을 일으키는데 필요한 고유한 진동 주파수의 빛이 주로 적외선에 해당하기 때문이다. 이때 분자는 양자화된 진동 에너지로 인해 특정 진동 방식에 해당하는 빛만을 흡수하여 들뜬 진동 상태로 전이된다. 그림 1은 벤젠의 적외선 흡수 스펙트럼과 라만 산란 스펙트럼으로 비슷한 위치에 피크가 있지만 일치하지 않는 곳도 있는데 이는 표 1에 설명되어있는 서로 다른 선택규칙을 갖기 때문이다. 이 외에 다른 라만 분광법과 적외선 분광법의 차이를 표 1에 나타내었다.
그림 2는 라만 분광기의 장비 구성을 나타낸 것으로, 라만 산란 측정에서 빛의 진행 경로는 숫자 ①~⑦로 표시하였다.

참고자료

· https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphyschemau.2c00055
· https://www.mt.com/be/fr/home/applications/L1_AutoChem_Applications/Raman-Spectroscopy/raman-vs-ir-spectroscopy.html
· https://ko.wikipedia.org/wiki/1,2-%EB%8B%A4%EC%9D%B4%ED%81%B4%EB%A1%9C%EB%A1%9C%EC%97%90%ED%85%8C%EC%9D%B8