분야
hwp2.Theory:
※IR spectrum
Vibration of molecules
1)dipole changes during vibrations and Rotations
2)Rotaional transition
3)Vibrational/ Rotational transition
Types of molecylar vibrations
Vibrational frequency
Vibration modes
Vibration coupling
Assignment
Instruments
Measurements
Fourier Transform Spectrometers
※IR spectrum
아래 Fig. 1의 IR spectrum은 일반적으로 흔히 사용되고 있는 IR spectrophotometer로 얻은 thin polystyrene film의 IR spectrum이다. 여기에서 알 수 있는 바와 같이, 가로축은 파수로 되어 있으며(파수로 할 경우 선형적이다) 세로축은 투광도(%)이다. 근래에는 사용 목적에 따라 두 축을 T-λ, A-λ 또는 A-λ-1으로 자유롭게 변경하여 출력할 수 있도록 하고 있다.
Fig. 1 Infrared absorption spectrum of a thin polystyrene film recorded with a modern IR spectrophotometer.
IR-spectra는 분자의 진동에 기인하며, 나타나는 peak는 조화진동에 의한 normal band, 비조화 진동에 의한 overtone band 그리고 인접원자단에 의한 combination band 등 다양한 peak이 관찰된다.
기본진동에는 Fig. 2에 나타낸 바와 같이 신축진동과 굽힙진동이 있고, 이것은 다시 대칭신축, 비대칭신축, 가위질, 옆흔듬, 비틀림, 앞뒤흔듬진동 등 여러 가지가 있다.
Vibration of molecules
1)dipole changes during vibrations and Rotations
적외선을 흡수하기 위하여 분자는 진동이나 회전운동의 결과로 dipole moment의 알짜 변화를 일으켜야 한다. 이러한 상황에서 복사선의 교류 전기장은 분자와 상호작용하고, 그 운동 중 한개의 진폭을 변화 시킨다. dipole moment는 두개의 전하중심 사이의 전하차이와 그 거리의 크기에 의해 결정된다.
만일 복사선의 주파수가 분자의 자연 진동수와 정확하게 일치하면 에너지의 전이가 일어나서 분자진동의 진폭을 변화시킨다. 결과적으로 복사선의 흡수가 일어난다. 마찬가지로, 질량중심 주위에서 비태칭 분자의 회전이 일어나면 복사선과 상호작용할 수 있는 주기적인 쌍극자 변동을 유발한다. 와 같은 동핵, 화학종의 진동이나 회전에서는 dipole moment의 변화가 일어나지 않는다. 결과적으로 이와 같은 화합물은 적외선을 흡수 할 수 없다. 이런 종류의 몇가지 화합물을 제외하고는 모든 분자화학종은 적외선을 흡수한다.
