IR分光法の仕組み

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著者: Randy Alexander
作成日: 2 4月 2021
更新日: 14 5月 2024
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分析技術講習会基礎コース②赤外分光分析
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IR分光法とも呼ばれる赤外線分光法は、有機化合物などの共有結合した化学化合物の構造を明らかにすることができます。そのため、研究室でこれらの化合物を合成する学生や研究者にとって、それは実験結果を検証するための有用なツールになります。異なる化学結合は異なる周波数の赤外線を吸収し、赤外線分光法は、結合のタイプに応じてそれらの周波数での振動(波数として表示)を示します。

関数

赤外線分光法は、化合物を特定するための化学者ツールボックスの便利なツールの1つです。化合物の正確な構造を示すものではなく、分子内の官能基または部分、分子構成の異なるセグメントの同一性を示します。このような不正確なツールとして、IR分光法は、融点測定などの他の形式の分析と組み合わせて使用​​すると最も効果的に機能します。

プロの化学では、IRは大部分が時代遅れになり、NMR(核磁気共鳴)分光法などのより有益な方法に置き換えられました。コロラド大学ボルダーによると、学生の実験室で合成された分子の重要な特性を特定するのにIR分光法が依然として有用であるため、学生実験室で頻繁に使用されています。

方法

一般に、化学者は固体サンプルを臭化カリウムのような物質(イオン化合物としてはIR分光法では現れない)で粉砕し、それをセンサーが光らせる特別なデバイスに入れます。場合によっては、固体サンプルを鉱物油などの溶媒と混合して(IR outでの既知の読み取り値が制限されます)、液体法を使用します。ミシガン州立大学によると、赤外線が透過します。

意義

赤外線または放射線が分子に当たると、分子内の結合が赤外線のエネルギーを吸収し、振動して応答します。一般的に、科学者はさまざまな種類の振動を曲げ、伸縮、揺れ、またははさみと呼びます。

イェール大学のMichele Sherban-Klineによれば、IR分光計には光源、光学系、検出器、増幅器があります。光源は赤外線を発します。光学システムはこれらの光線を正しい方向に移動します。検出器は赤外線放射の変化を観察し、増幅器は検出器信号を改善します。

タイプ

分光計は、単一の赤外線ビームを使用してから、それらを成分波長に分割する場合があります。他の設計では、2つの別々のビームを使用し、サンプルを通過した後のそれらのビームの差を使用して、サンプルに関する情報を提供します。イェール大学のMichele Sherban-Klineによると、昔ながらの分光計は信号を光学的に増幅し、最新の分光計は同じ目的で電子増幅を使用しています。

識別

IR分光法は、官能基に基づいて分子を識別します。 IR分光法を使用する化学者は、テーブルまたはチャートを使用してこれらのグループを特定できます。ミシガン州によると、各官能基は、逆センチメートルでリストされた異なる波数と、典型的な外観を持っています。たとえば、水やアルコールなどのOH基のストレッチは、波数が3500に近い非常に広いピークを占めます。州立大学。合成された化合物にアルコール基(ヒドロキシル基とも呼ばれる)が含まれていない場合、このピークはサンプル中の水の不注意な存在を示している可能性があります。