분야
hwp2. 실험 이론
▣ FT-IR 기기의 작동원리
▣ FT-IR 기기의 용도
3. 실험 장치
4. 실험방법
5. 유의사항
6. 참고문헌
7. 추 론
- 광학적 분석기법을 사용하는 고체재료 특성분석의 기본 원리를 이해하고, FT-IR 분광법(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)을 사용하여 고체재료의 특성들 즉, 물질의 구조, 전하농도, 박막층 두께 등을 조사하는 기술을 습득한다.
2. 실험 이론
▣ FT-IR 기기의 작동원리
- 최근 다른 분광법과 마찬가지로 비약적인 발전을 하고 있는 적외선 분광법은 분자의 작용기에 의한 특성적 스펙트럼을 비교적 쉽게 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 분자구조를 확인하는데 결정적인 많은 정보를 제공해 줄 수 있고 현재 무기 및 유기 화학은 물론 화학의 모든 분야에서 널리 이용되고 있다.
◉ 적외선 영역
- 적외선은 파장에 따라 세 가지 영역으로 크게 나눌 수 있다. 즉 가시광선부에 가까운 짧은 파장의 근적외선 영역(near IR 0.78˜2.5㎛), 중간 정도의 적외선 영역(IR 2.5˜50㎛), 원적외선 영역 (far IR 50˜1000㎛)이다. 이 중에서 유용한 영역은 중간 정도의 적외선이다.
분자의 중간 영역 적외선에 해당하는 2.5˜50㎛정도의 빛을 쬐어 주면 이것은 X선 또는 UV-Vis보다 에너지가 낮기 때문에 빛을 흡수하여 원자내 전자의 전이현상을 일으키지 못하고 분자의 진동, 회전, 병진 등과 같은 여러 가지 분자 운동을 일으키게 된다. 이 영역에서는 분자 진동에 의한 특성적 스펙트럼이 나타나는데 이것을 분자 진동 스펙트럼 또는 적외선 스펙트럼이라 한다. 따라서, 물질의 특성적 IR스펙트럼을 잘 해석하면 여러 가지 미지 물질의 확인은 물론 분자구조를 추정할 수 있게 된다.
◉ 분자의 진동
- 원자를 점의 질량(Punkt mass)으로 간주하면 두 원자 분자(예, )에서 진동은 다음 그림과 같이 묘사할 수 있다. 분자는 탄력성인 용수철에 의하여 결합되어 있는 질량 m1과 m2로 구성된다. (a)두 개 질량의 평형상태 r0가 총계 x1+x2만큼 잡아당기면 (b)복원력(rucktriobende kraft) k가 생긴다. 늦추어 주면 이 계는 순식간에 평형의 위치로 되돌아온다.
- 분자의 진동은 크게 신축(stretching)과 굽힘(bending)진동으로 나뉜다. 신축 진동은 두 원자 사이의 결합 축에 따라 원자간의 거리가 계속하여 변화하는 운동으로써 대칭과 비대칭 진동이 있다. 굽힘 진동은 두 결합 사이의 각도가 변하는 진동으로 가위질 진동(scissoring), 좌우 흔듦 진동(rocking), 앞뒤 흔듦 진동(wagging), 꼬임 진동(twisting)으로 구분된다. 이들 진동의 형태는 다음과 같다.
이원자 또는 삼원자로 구성된 간단한 분자의 경우에는 진동의 성질과 진동수를 쉽게 알 수 있고, 흡수 에너지에 관련시키기도 쉽지만 다원자 분자의 경우에는 진동하는 중심원자가 여러 개 있을 뿐만 아니라 중심 원자간에 상호작용이 일어나고 그것을 고려해야 하므로, 이와 같은 해석은 불가능하지는 않지만 매우 복잡하다. 세 개 이상의 원자를 포함하는 분자의 경우에는 위의 모든 진동 상태가 일어날 수 있다. 한 개의 중심 원자가 여러 원자와 결합되어 있을 경우에 그 결합 중의 한 개가 진동을 하면 다른 결합에 대한 상호작용 또는 짝지음(coupling)이 함께 일어나므로 진동 특성이 변한다.
② http://chem.hannam.ac.kr/Note/inst_Anal/ch5_ir-1.hwp
③ http://www.ilyang.co.kr/20031028%C8%A8%E4%C0%CC%C1%F6%B9%E9%BE%F7%/research/kir.htm
많은 도움이 되실 것입니다.
