적외선분광법의 모든 것

소개

적외선분광법 및 적외선 흡수 스펙트럼의 분석방법 등 모든 자료를 모은 것입니다.

목차

1. 적외선 분광법이란
2. 적외선 분광법 기본 원리
3. 적외선 분광법 응용
4. 적외선 분광법과 라만 분광법 비교
5. FT-IR 분석/시험방법 : (Fourier 변환 적외선 분광법
6. IR ( Infrared absorption spectroscopy) 적외선 흡수 스펙트럼 분석법
7. 적외선 분광법【기기 장치
8. 적외선 분광법【 시료 취급 방법 】
9. 적외선 흡수 스펙트럼의 응용

* 참고 자료

본문내용

< 적외선 분광법/개론, 원리구조, 기기장치,
흡수스펙트럼의 실제 예 >

1. 적외선 분광법이란?
적외선 영역의 파장은 0.75∼25마이크로미터이며, 가시광선, 즉 인간이 감지할 수 있는 빛은 4000∼7500Å의 파장 영역에 있습니다. 그러므로 적외선의 에너지는 가시광선보다 작지만 라디오파보다는 크며, 분석에 쓰이는 적외선 파장은 2.5∼15마이크로미터에 해당됩니다.
적외선 분광법은 분자 내에 있는 원자들의 비꼬임, 굽힘, 회전 및 진동 운동과 관련된 분석을 하게 됩니다.
이러한 분자와 적외선과 상호작용을 하게 되며, 입사된 복사선의 일부는 특수 파장에서 흡수가 일어나게 됩니다. 동시에 발생되는 다수의 분자 진동은 고도로 복잡한 흡수 스펙트럼을 생성시키며, 이것은 분자의 전체적인 배열과 함께 분자를 구성하는 작용기들의 고유한 특성을 나타나게 됩니다. 적외선 흡수는 여러 가지 진동과 회전 상태 사이의 작은 에너지 차이 때문에 주로 분자화학종에 국한되어 일어나게 됩니다. 적외선 흡수 스펙트럼 측정법은 물질의 화학 구조에 의하여 달라지며 여러 파장의 적외선 파장의 흡수를 측정해서 물질을 확인이 가능한 정성분석 및 국한 적으로 정량분석도 가능한 것으로 알고 있습니다. 
2. 적외선 분광법 기본 원리
 적외선은 파장에 따라 세가지 영역으로 크게 나눌수 있다.  즉, 가시광선부에 가까운 짧은 파장의 근 적외선 영역(near IR, 0.78 - 2.5 ㎛) 중 간 정도의 적외선 영역(IR, 2.5 - 50 ㎛) 및 원적외선 영역(far IR, 50 - 1000 ㎛) 이다.  그러나 이중에서 분석에 유용한 영역은 중간 정도의 적외선이다.
분자에 중간 영역 적외선, 2.5 - 15㎛ 정도에 해당하는 빛을 쬐어주면 이것은 X- 선 또는 UV-VIS 보다 에너지가 낮기 때문에 빛을 흡수하여 원자내 전자의 전이 현상을 일으키지 못하고, 대신 분자의 진동(Vibration), 회전(Rotation) 및 병진 (Translation)등과 같은 여러 가지 분자운동을 일으키게 된다.  그러나 주로 이 영 역에서는 분자 진동에 의한 특성적 흡수 스펙트럼이 나타나는데, 이것을 분자 진 동 스펙트럼(Molecular Vibration Spectrum) 또는 적외선 스펙트럼(IR spectrom) 이라 한다.  진동 운동의 진동방식(Stretchiy Vibration)과 굽힘(Benoling) 또는 변 형진동(Deformation)방식으로 이루어져 있다.  이러한 진동 운동을 일으키기 위해 서는 결합의 종류 및 세기 그리고 결합을 하고 있는 원자의 종류에 따라 각각 고 유한 진동 주파수(Vibrational frequency)에 해당하는 빛에너지를 흡수해야 한다.  따라서 분자에 IR을 쬐어 주면 이들이 진동을 일으키는데 필요한 주파수의 빛을 흡수하여, 이 에너지에 대응하는 특성적인 적외선 스펙트럼을 나타내게 된다.  이를 분자 구조와 관련지어 해석하면 분자 구조에 대한 정보를 얻을 수 있다.  이와 같이 적외선 분광법의 기본원리는 분자의 진동에 바탕을 두고 있다.
  
 3. 적외선 분광법 응용
 IR 분광기가 화학자들에 널리 쓰리고 있는 이유는 다른 여러 가지 기기 분석 과는 달리 특수한 좁은 분야에만 한정되어 있지 않고 응용 범위가 매우 넓어 많은 종합적인 지식을 얻을 수 있기 때문이다.
IR 분광법에서는 분자 속에 있는 작용기의 종류를 알 수 있으므로 구조 결정에 이용될 뿐만 아니라 그 스펙트럼은 사람의 지문과 같이 일정한 화합물에 대해서 는 독특한 흡수띠를 나타내므로 이미 구조를 알고 있는 표준 화합물의 스펙트럼 과 비교함으로서 미지의 화합물을 확인하는데도 쓰일 수 있다.
그러나 IR 스펙트럼은 소량의 불순물이 포함되어 있어도 그 흡수띠의 모양이 달라지며, 불순물의 존재를 잘 판가름 할 수 없으므로 용매 및 혼합물은 수도가 매우 높은 것을 사용하여야 한다.
IR 스펙트럼은 미지의 화합물뿐만 아니라 이성질체 확인에도 이용된다. 즉 Cis-trans 이성질체, Sym-anti 이성질체 및 광학적 부분이성질체들은 서로 다른 스펙트럼을 나타낸다. 또 Benzene의 ortho-, meta-, para- 및 기타 벤젠유도체는 2000 - 1700 ㎝-1사이의 흡수띠에 의해 쉽게 판별할 수 있다. 그러나 긴 사슬의 탄화수소 CH3(CH2)CH3의 IR 스펙트럼을 나타낸다. 때로는 단일 결합이 회전됨으 로서 생기는 이형태체(Conformer)도 IR 분광법에 의해 확인할 수 있다.
시클로 헥산의 구조 연구에도 IR 분광법은 큰 도움을 주고 있고, 수소 결합 연구에도 이용되어 왔다. IR 분광법은 유기 화학에서 반응이 진행되었는지의 여부를 확인 하는 데에도 쓰인 다.

4. 적외선 분광법과 라만 분광법 비교
빛의 파장을 변화시키는 산란현상을 Raman Scattering 혹은 Raman Effect라고 부르는데 1928년 C.V. Raman과 K.S. Krihann에 의해서 처음 발견되었다.  이들은 용액에 파란색 빛을 쪼여주었을 때 초록색 빛깔을 띠는 빛이 산란되어 나오는 것을 관찰함으로써 Raman 효과를 발견할 수 있었다.
Raman 분광학은 기본적으로 적외선 분광학과 같이 분자의 진동 스펙트럼을 측정하여 분자의 진동 구조를 연구하거나 물질의 정성 및 정량 분석을 하기 위해 사용된다.

하지만 적외선 분광학과는 다른 선택률을 갖기 때문에 적외선 분광학과는 다른 스펙트럼을 얻을 수 있으며, 측정방식 또한 많이 다르다. 여기서는 Raman 분광법의 기본 원리에 대해

참고자료

· [참고 자료]
· http://stmail.chosun.ac.kr/~aspirant/chem/ir.htm
· http://blog.naver.com/zetryu?Redirect=Log&logNo=17636443
· http://blog.naver.com/75toki?Redirect=Log&logNo=60001475815
· http://blog.naver.com/agiagiagiagi?Redirect=Log&logNo=90003358226
· “기기 분석“ 신은상 외 5명 공저 (동화기술교역)
· “분석화학 기기 분석” 최재성 편저 (동화기술)