Vibration-Rotation spectroscopy of HCl

소개

이화여대 화학실험기법과목 1,2모두 A+받은 자료입니다ㅎㅎ
인트로덕션과 디스커션 부분 많이 참고해주세요~
화실기 화이팅!!!

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Resultand discussion
4. Conclusions
5. References

본문내용

4)Rotational-Vibrational Spectroscopy
Rotational-Vibrational Spectroscopy는 molecular spectroscopy 의 한 종류로 분자구조를 결정하는 데에 가장 유용하게 쓰이는 방법 중 하나이다. 분자의 회전, 진동, 등을 연구할 때 마이크로파, 자외선, 적외선, 가시광선이 이용된다.그 중 적외선을 흡수하면 분자 내 결합의 진동 에너지 준위와 회전 에너지 준위는 전이를 일으키는데,이 때 발생하는 것이 rotational-vibrational spectrum이다. 그리고 이러한 분자들을 IR active하다고 한다.분자의 진동 에너지는 양자화되어 있으며진동 바닥 상태(v=0)에서 진동 들뜬 상태(v=1)로 전이하고,분자의 회전 에너지는 특정 회전 상태로부터 다른 회전 상태로 전이한다.이와 같이,이원자 분자의 경우 진동과 회전이 동시에 일어나므로 이때의 에너지 준위는 기존 조화 진동자만으로는 설명할 수 없다.따라서 실제 이원자 분자의 에너지 준위를 알기 위해서는 비조화성,원심력,회전상수의 진동 상태에 대한 의존도 등을 고려하여야 한다.이 떄의 에너지 준위를 표현하면 다음과 같다.
여기서,첫번째 항은 조화 진동자의 효과를,두번째 항은 Xe를 도입하여 비조화 진동의 영향을 나타낸 것이다.세번째 항은 강체 회전자,네번째 항은 원심력에의해 늘어나는 효과이다.마지막 항은 진동과 회전이 함께 일어났을 때 서로 상호작용하는 것을 고려한 항이다.

<중 략>

IR spectrum의 Infrared영역의 빛을 이용하여 Rotational-Vibration spectroscopy의 실험결과값을 얻고 HCl 원자간 결합을 확인해볼 수 있었다.에너지 준위값을 통해 HCl의 원자간 결합길이를 알 수 있었다.진동 에너지는 조화진동자 모델을 사용하여 알아보았고,회전 에너지는강체회전자 모델을 사용하여 알아보았다.실험 결과 나온 피크들을 R-branch, P-branch로 나눈 후 이를 이용해 HCl의 결합길이, 해리에너지, 등을 구하고 문헌값과 비교해보았으며 비슷한 결과를 나타냈다.

참고자료

· Atkins, Physical chemistry 9th. Oxford.
· Herzberg, G. Spectra of Diatomic Molecules Van Nostrand, Princeton, New Jersey, 1950.
· http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%BC%ED%99%94_%EC%88%98%EC%86%8C
· 대한화학회, 물리화학실험 1999
· Department of Chemistry & Nanoscience, Ewha Womans University. Physical Methods in Chemistry I Lab Manual, 2018