CO2 삼원자 분자의 적외선 흡수 특성에 대한 연구 (Infrared Absorption Properties of Triatomic CO2 Molecules)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 63권 / 5호 / 550 ~ 556페이지
· 저자명 : 황창수, 김득수, 이승현

초록

CO2 삼원자 분자의 진동운동에 의한 적외선 흡수특성에 대하여연구하였다. CO2 분자는 탄소 원자와 두 개의 산소원자들이선형적으로 이중결합을 하고 있어 일차원 조화진동방정식으로 수식화가가능하며 이를 이용하여 적외선 흡수밴드와 라만 밴드 그리고 농도와압력에 따른 변화 등을 이론적으로 계산하고 알려진 실험치와 비교분석하였다. 스핀 singlet을 갖는 이산화탄소의 적외선 흡수밴드에 대한수치해석 결과 15.5 μm 및 4.1 μm 영역에서 강한 적외선흡수밴드가 형성되어 실험결과와 근사적으로 일치하였다. 그러나 스핀triplet을 갖는 진동구조에 대한 적외선 흡수는 17.3, 9.7 및 7.3 μm 영역에서 나타났지만 singlet에 비교하여 4.35 eV 정도 높은 분자 에너지때문에 상온에서 활성화가 용이하지 않음을 알 수 있었다. 대기의 압력과대기 중의 이산화탄소 농도가 증가할수록 2.0 및 2.7 μm에서 강한흡수밴드가 발생된 것으로 보고되어 있지만, 수치해석 결과 이 영역에서CO2 삼원자 분자가 적외선을 흡수하는 진동구조는 없는 것으로나타났다.

영어초록

We have studied the infrared absorption properties of a triatomic carbon dioxide molecule. Because two oxygen atoms are linearly bonded to a carbon atom, it is possible to consider a harmonic oscillator. The results of a numerical calculation with spin singlet symmetry revealed two strong infrared absorption bands, are near 15.5 μm and the other near 4.1 μm, which are close to the experimently-reported bands. However, the calculation results for the spin triplet symmetry revealed absorption peaks at 17.3, 9.7, and 7.3 μm, which are less active than the spin singlet vibration modes because of their having about a 4.35-eV higher molecular occupation energy at room temperature. The additional absorption bands near 2.0 and 2.7 μm range, which were reported as absorptions, were enhanced experimently as the background CO2 concentration and the pressure increased. However, the numerical calculation revealed that the CO2 molecule did not exhibit the 2.0-μm and 2.7-μm infrared absorption bands.

참고자료

· 없음