赤外線(IR)吸収スペクトル法の原理 5/24 平野孝明赤外線(IR)吸収スペクトル法とは検出器入射光分子試(料光源分子はそれぞれ固有の振動をしている。その分子に波長を連続的に変化させた赤外線(IR)を照射すると、分子の固有振動と同じ周波数のIRが吸収され分子の構造に応じたスペクトルが得られる。このスペクトルから分子の構造を解析する分析法の1つである。透過光 ) IRスペクトルの測定範囲 cm-1 : (波数) 3x10-3cm 400cm-1 104 遠赤外線 4000cm-1 普通赤外線近赤外線 3x10-4cm 102 ラジオ波 10-1 赤外線紫外線 12000cm-1 10-4 マイクロ波 10-5 可視光線 10-6 10cm-1 IRスペクトル : 400～4000 cm-1 付近の吸収を観察 IRスペクトルから何がわかるのか同定ができる既知のスペクトルと比較して、同定及び確認ができる不純物の有無を確認できる構造の特徴がわかる多重結合や官能基の有無シス-トランス異性環の置換位置水素結合による相互作用分子の振動とは二原子間の結合はばねのように常に振動しており、その振動は主に次の2つに分類される。伸縮振動･･･原子が互いに伸びたり縮んだりする振動変角振動･･･結合角の角度が変わる振動伸縮振動変角振動振動の対称性伸縮振動形式対称逆対称変角振動形式はさみ横ゆれひねり縦ゆれ主な吸収 2000 cm-1以上 : 水素結合の伸縮振動 2000～1300 cm-1 : 多重結合（C,N,O,S,P）の伸縮振動 1300～900 cm-1 : 指紋領域の一部、他の領域で推定された吸収の確認 900～650 cm-1 : C-Xの伸縮振動、C-H やC-N、芳香族環の隣接Hの変角振動スペクトルの算出方法縦軸に透過率(T , %)または吸光度(absorbance) Lambert-Beer 則より求める T = I / I0 I0 : 入射光強度 A = - log T = log (I0 / I) I : 透過光強度横軸に波数(cm-1 : カイザー) ＝ 1/λ フックの法則より求める v＝ 1 2π ν: (波数)＝ ν/ｃ k : 結合の強さ k [ m1m2 (m1+m2) ] m1,m2 : 構成原子の質量赤外分光器の種類分散型赤外分光器プリズムや回折格子によって赤外連続光を分光し、各波長における光の強度を表すスペクトルを得る装置フーリエ変換型赤外分光器干渉計を使って干渉信号（インターフェログラム）を測定し、それをフーリエ変換することでスペクトルを得る装置分散型赤外分光器の原理フーリエ変換型赤外分光器(FT-IR)の原理干渉計を使ってインターフェログラムを測定し、それをフーリエ変換することでスペクトルを得る装置インターフェログラムとはパワースペクトルとは FT-IRの長所測定時間の短縮高感度の分析波数精度、波数再現性の向上スペクトル解析および自動測定が可能