2019.09.22スポンサーリンク今回は赤外分光・ラマン分光など分光分析を理解するために重要な電磁波とエネルギーの関係について書いていきます。電子エネルギー準位、振動エネルギー準位、回転エネルギー準位などにも触れていきます。基底状態と励起状態とは分子中の電子は電磁波を吸収するとエネルギーの高い状態となり、外部に対し仕事をする能力を得ます。これを励起状態と呼びます。励起状態になる前、つまりエネルギーの低い状態は基底状態と呼ばれます。よって、基底状態の電子が光を吸収して励起状態になります。これを電子遷移と言います。エネルギーの高い励起状態の電子はそのエネルギーを光として放出し、基底状態に戻ります。hvのエネルギーを持つ光子です。hはプランク定数、vは振動数です。電磁波の1つでそれぞれ波長が異なります。波長は振動数から求められますね。物質は基底状態と励起状態のエネルギー差に相当する電磁波と相互作用します。このエネルギーの差はエネルギー準位とも呼ばれます。物質ごとに固有のエネルギーのエネルギー準位を持つため、これにより相互作用したエネルギーからどんな物質かを特定できるのです。波長と相互作用の程度の関係を人間の目でもわかるように示した図をスペクトルと呼びます。このスペクトルからどんな物質かを分析していくのが分光分析です。分子には3つのエネルギー準位があります。電子エネルギー準位、振動エネルギー準位、回転エネルギー準位です。電子エネルギー準位はE、振動エネルギー準位はV、回転エネルギー準位はRで表されます。電子エネルギー準位において励起状態で、電子が活発に動く状態を電子励起状態と言います。振動エネルギー準位において励起状態のときは、電子は基底状態ですが、分子骨格が動いています。これを振動励起状態と言います。電子の動きは無いが、分子を構成する原子1つ1つが動いているイメージです。回転エネルギー準位において励起状態では、電子、振動は共に基底状態ですが、分子自体が回転しています。これを回転励起状態と言います。「おいおい!電磁波と相互作用するのは電子じゃないのか??なんで振動や回転が出てくるんだ?」と混乱するかもしれませんが、回転や振動すると僅かですが電子も動きます。光によって励起され電子が動いている。その程度は小さく振動や回転に収まっているため電子励起状態ほどのエネルギー準位ではない。上の図を見ると電子エネルギー準位に比べ振動、回転はエネルギー準位が小さいですよね??これにより電子励起状態ほどではありませんが振動、回転でも電磁波と相互作用します。hvより振動数が小さいほどエネルギー準位が小さいです。いずれかになることがわかります。塩と加水分解をわかりやすくまとめてみた弱酸の塩と強酸の塩は水中でどのように振る舞うのでしょうか。そもそも弱酸の塩がわからない人もこの記事で解説しています。平衡定数と解離定数の違いにも触れています。高校レベルで解説なので、高校生にもおすすめです。水のイオン積がKw=Ka×Kbとなる理由を解説します。平衡の計算問題には必須の知識なので忘れてしまった方などは見てみてください。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。*サイト次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。!.ホーム検索トップサイドバータイトルとURLをコピーしました。