적외선(IR) 흡수 원리, 적외선 분광법 원리

적외선(IR) 흡수 원리, 적외선 분광법 원리

 

분자가 가만히 있지 않고 끊임없이 운동을 하고 있듯이, 분자 내 원자 간 결합들 역시 끊임없이 운동, 즉 진동을 하고 있습니다.

이 때문에 분자 내 존재하는 결합(IR에선 공유결합만 취급)마다 각자 고유의 진동 주파수를 가집니다.

예를 들면, C=O 결합의 신축 진동 주파수는 1710 cm-1 부근입니다.

 

 

 

 

분자 내 특정 공유결합 전자가 적외선을 흡수하면, 원자 내 원자가전자의 에너지 흡수[n=1 -> n=2]와 마찬가지로, 공유결합 전자의 에너지는 바닥상태에서 더 높은 상태(들뜬상태)로 들뜨게 됩니다.[v=0 -> v=1] 이때 흡수하는 적외선 에너지(주파수)는 특정 결합의 진동 에너지(주파수)와 일치합니다. 즉 분자가 갖고 있는 진동 주파수와 일치하는 적외선 주파수만을 흡수합니다.(단, 진동할 때 결합 쌍극자 모멘트 변화가 있는 주파수만 흡수합니다.)

 

 

 

 

따라서 적외선 분광기란 IR 영역에서 분자가 흡수하는 주파수를 측정하는 기기이며, 결과물인 IR spectrum을 해석하여 분자 내 특정 결합(작용기)의 존재 유무를 알 수 있습니다.

영원파님의 파란블로그에서 발행된 글입니다.