IR 스펙트럼을 통한 염화수소의 분석

소개글

본 연구는 적외선 분광분석법의 원리를 이해하고 염화수소 기체의 IR 스펙트럼을 얻어 이를 분석하기 위해 고안되었다. IR스펙트럼은 분자의 회전 및 진동에너지와 관련이 있는데 IR스펙트럼을 통해 분자의 회전 상수, 결합 길이, 힘 상수 등을 알아낼 수 있다.

목차

1.서론

2.연구 내용 및 방법

3.결과 및 논의

4.결론

5.참고문헌

본문내용

분자의 구조나 성질을 규명하는 여러 가지 수단 또는 방법 중에서 분자내의 에너지와 광 에너지간의 상호작용을 이용하는 방법을 분광분석법이라고 한다. 분자가 가지는 에너지는 병진 운동에너지, 회전에너지, 진동에너지, 전자에너지 등으로 구분할 수 있는데 병진 운동에너지를 제외한 나머지 에너지는 모두 양자화 되어있다. 즉 외부로부터 빛 에너지를 분자에 쪼일 경우 모든 에너지가 다 흡수되는 것이 아니고 양자화 된 에너지에 준하는 일정한 파장의 빛만 흡수가 일어나는 것이다. 가시광선의 파장은 약 400 nm~700 nm인데 700 nm보다 긴 파장을 적외선이라고 하고 이 적외선을 이용하는 분광분석법을 적외선 분광분석법(IR)이라고 한다.(사공열 등, 1987)
적외선은 자외선이나 가시광선보다 에너지가 낮은데, 자외선이나 가시광선이 분자 또는 원자의 전자 전이와 관련이 있다면, 적외선은 분자 내 원자들의 결합 간 진동 및 회전에 영향을 준다. 즉 원자 또는 분자가 적외선 영역의 전자기파를 흡수하게 되면 들뜬 진동 상태가 된다. 이때 진동 에너지의 전이가 일어나게 되며, 회전 에너지의 전이도 함께 일어나게 된다. 즉, 분자가 진동 바닥상태(=0)에서 진동 들뜬 상태(=1)로 전이할 때, 실제로는 진동 바닥상태의 어떤 회전 상태로부터 진동 들뜬 상태의 어떤 회전 상태로 전이하는 것이다. (김성규 등, 2002)
이상을 종합하면 원자 또는 분자는 특정 영역의 에너지를 가지는 적외선을 흡수하고 적외선 흡수 스펙트럼을 통해 분자의 진동과 회전 운동에 관한 정보를 얻을 수 있다. 본 실험에서는 염화수소(HCl) 기체의 IR 스펙트럼을 얻고 이를 분석하여 양자 역학적인 관점에서 염화수소 분자의 회전 상수 ,결합 길이, 힘 상수 등을 구해보고 염화수소의 IR 스펙트럼이 왜 그러한 모양을 가지는지에 대해서 분석해 볼 것이다.

참고 자료

김성규 등 (2002) 물리화학실험. 대한화학회: 143-154.
사공열 등 (1987) 물리화학실험. 한양대학교 출판부: 425-443
Peter Atkins 저, 안운선 역(2010) 물리화학. 교보문고:505-506