そこで赤外分光法の原理や特徴、利点・欠点について、どのようになっているのか解説していきます。
In addition, it is exemplified for feldspar, amphibole and garnet that water allocations and contents are variable together with textural and compositional changes within a grain. もくじ• O-H• しかし、赤外分光法では無理です。
また,赤外線偏光子や加熱冷却装置を併用し,結合状態や集合状態の異なる水が混在する場合の分析例も紹介する. Several species of water, such as structural water molecule, structural hydroxyl and water inclusions, are contained not only in hydrous minerals and but also in anhydrous ones, and they show variable absorption spectra in the infrared light range between 3000 and 3700cm-1 Micro Fourier-transform Infrared Spectroscopy mFT-IR using additional apparatuses such heating freezing stage is enable to characterize water species, content and allocations in many minerals. つまり、IRスペクトルは観察されません。
(図3参照) バックグラウンド測定を,サンプルを搭載しない状態でサンプルホルダを使っておこなうか,測定時のアパーチャ径の設定を1. なおカルボニル基は1700cm -1でのピーク出現が基準です。
前述の通り、酸素や窒素、水素など左右対称の分子は赤外線を吸収しません。 ただ実際には、「構造式の中にカルボニル基が存在するかどうか」くらいしか調べることができません。 図13はこの手法を用いて測定された振動スペクトルの一つです。
高分子の測定ではさすがに無理ですが、小分子の化合物であればIRスペクトルは有効です。
多くの場合、構造式の決定ではNMR(核磁気共鳴)やMS(質量分析)などの分析手法を行います。
C-O• ただIRスペクトル(赤外吸収スペクトル)について、分析手法の中では利点は少なく、構造解析の点では欠点が多いです。
分子同士の結合はバネと同じように、伸びたり縮んだりすることを理解すればいいです。
例えば新規化合物を合成したときしても、目的の合成化合物を得られたかどうか不明です。 既知化合物については、指紋領域を確認することで同じ物質かどうかを判別できます。 IRスペクトルでは、「官能基の有無が分かる」といわれています。
前節ではクラスターサイズにのみ注目しましたが、実は同じ一水和物でも 複数の異性体が共存していることがあります。
これらは明確にピークを見分けることができ、構造決定で多くの化学者が利用します。
つまりアルキンのほうが振動数は多いです。
同じ分子であったとしても、伸縮振動は変角振動では観測されるスペクトルが異なります。
既に知られているターゲット化合物が含まれているかどうかを知りたいとき、赤外分光法(赤外吸収分光法)が役に立ちます。 あらゆる物質で単結合をもちます。 バネの強さにより、振動スペクトルのピークが異なる それでは、なぜこうした分子の振動が起こるのでしょうか。
13分子は伸縮(伸縮振動)や折れ曲がり(変角振動)が可能 原子同士がつながることで、分子が形成されます。 このときIRスペクトルを利用すれば、官能基を調べることができます。
ヒドロキシ基の-OHとアミノ基の-NHはどのように見極めるのでしょうか。
既知化合物と同じ物質かどうかを判断したい場合、赤外分光法が役に立ちます。
カメラの"絞り"は,被写体から入射する光を一度,"絞り"の位置で集光し,その量を調節する機構です。
650~1300cm -1は指紋領域と呼ばれる しかし、実際には未知化合物の構造決定で赤外分光法を利用することはほぼありません。 これをより明るくするためには,シャッタースピードを遅くし,フィルムに入る積算光量を増やします。 赤外吸収スペクトルでは、3000cm -1の付近に着目するといいです。
5非直線状分子のH 2Oの場合、対称伸縮振動、非対象伸縮振動どちらもモーメントが変化する為、赤外光を吸収します。
例えば水分子であれば、以下のように結合の伸び縮みがあります。
赤外線を吸収して伸縮振動や変角振動をしないため、IRスペクトル(赤外吸収スペクトル)は観測されません。
以上は、赤外吸収の一例です。
IRスペクトル(赤外吸収スペクトル)のピークをみても、大まかにしか構造式が分かりません。 一方、R 2-NHのような構造式だと、1本のピークが観察されます。 これらの原理や性質を理解するようにしましょう。
178nmの波長のヘリウムネオンレーザーを使って,その干渉フリンジ位置でデータをサンプリングしています。 少なくとも、 赤外分光法だけで構造式を推測するのは不可能です。
それでは、紫外レーザーの波長を固定するとどうなるでしょうか? すぐにわかるとおり、R2PIスペクトルのピークで紫外レーザーの波長を固定すると常にイオン化が起こるため、信号は常に観測されます。
・三重結合のピーク 構造式の中に三重結合があると、2000~2500cm -1でピークが見られます。
このとき、 高波数の側から順に以下のようにピークが観測されます。
このために,試料室において,サンプルホルダなどがアパーチャと同様な光量を制限する場合,波数がずれたり,波形が乱れたりする場合があります。 伸縮振動や変角振動によって、観測されるピークの場所がまったく違うからです。 これらの理論を学べば、なぜ既知物質の測定でなければ意味がないのか理解できるようになります。
1図11.グアノシン一水和物のR2PIスペクトル このように複数存在する異性体をわけて振動スペクトルを測定する手法が、次に説明する「 赤外-紫外二重共鳴分光法」です。 ・その他の単結合のピーク あらゆる分子で単結合を有します。
IRスペクトル(赤外吸収スペクトル)のポイントを整理する 調べたい化合物がどのような物質なのか、分析することは多いです。
三重結合• 一方で前述の通り、 赤外分光法は構造解析での利点が少なく、欠点が多いのでほとんど利用されません。
水素を含む単結合• 図12は照射した赤外レーザーがクラスターの振動準位に共鳴したときのエネルギー図です。
"分解"は, 16cm -1, 8cm -1, 4cm -1, 2cm -1・・・・・・・・などから選択することが出来ますが,これは測定するデータの細かさ 分解できる最小ピーク間隔)を示すものです。 例えば、以下のようにスペクトルのピークが観察されます。
1それにもかかわらず、前節で紹介した方法では質量選択しか行っていないため、一本の電子スペクトルに複数の異性体由来の吸収ピークが現れてしまいます 図11。 ・二重結合のピーク 化合物が二重結合を有していると、1500~2000cm -1でIRスペクトルが出てきます。
93cm -1 ごとにデータが生成されます。
それでは、どのような場合に赤外吸収スペクトルは有効なのでしょうか。
ただ同じ-OHの中でも、カルボン酸(COOH)も-OHを保有しています。
また分子同士の結合はバネと同じであるため、 赤外分光法によって観測されるピークは結合の種類によって異なります。 大学で化学を専攻する人は赤外分光法について学びます。
15赤外線は温める作用があります。
化合物の分析手法はさまざまです。
赤外線は水に感度よく吸収されるので,鉱物に含まれる微量の水の存在状態や含水量の研究に重要である. 例えば,バックグラウンド測定時はサンプルホルダが無い状態で測定し,サンプル測定時に光束径を大きく変えるホルダによりサンプルを測定するとこのような不具合が生じます。
これら単結合のピークは500~1500cm -1でピークが見られます。