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赤外吸収でスペクトルを示さないものというのは、どのような分子でしょうか?
アルゴンは示さないようですが、どうしてですか?
※当方、薬学3回生です。

A 回答 (2件)

分子を、原子がばねで結合したものだと考えてください。

このばねは、結合している原子の種類によって長さや太さが異なっています。今、ある振動を加えると、その振動に共振するばねだけが振動をはじめます。
赤外吸収も同じような原理で、赤外線を照射することにより、その波長に共振する結合だけが吸収を示します。これより、吸収スペクトルがどの波長で現れたかを調べることで、対象分子に含まれる結合が推測できるわけです。
アルゴンのように一原子分子は結合を持ちませんから、赤外吸収を示しません。
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赤外吸収は,1の方が書かれているように原子間の結合の違いを観測する測定法です.違う面から見ると,赤外活性な結合は,その結合の双極子

モーメントが変化する必要があります.例えばCO2分子であれば,Cを中心とした対称な伸縮は赤外不活性ですが,非対称な伸縮は赤外活性になります.赤外とは逆に結合に関与する部分の分極率が変化することで活性を示すものにラマン活性があります.この測定では,赤外に不活性な対称な伸縮振動で活性を示します.ですので,赤外とラマンは相補的に分子の振動を観測していることになります.
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このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qラマン活性or赤外活性について

こんにちは、ouenvirosnctchemです。
今日機器分析の試験で次の問題がでました。
「H2分子は赤外活性かラマン活性か、理由を付けて説明しなさい。」
H2はラマン活性であることは分かりました。(教科書に記載されていたので)
・・・がしかし、なぜラマン活性なのか?という理由がわかりません。
電気双極子モーメントμが変化する振動は赤外活性、分極率αが変化する振動はラマン活性である、ということは知っています。つまり、分極率αが振動するからラマン活性であるということは分かるのですが、なぜH2は分極率が変化し、電気双極子モーメントが変化しないのかがわかりません。
・・・わかる方、どうぞ教えてくださいませ。m(_ _)m

Aベストアンサー

 H2 は HーH ですね。結合の両端には同じ原子(H)が付いていて対称です。この点が重要です。

 対称なHーHの結合には+,ーの電気的な分極は存在しません。つまり,電気双極子が存在しないんです。存在しないものは,変化の為ようがありませんね。

 一方,分極を考えると,結合の両端の原子が同じですから,δ(+)ーδ(-) の分極とδ(-)ーδ(+) の形の分極は同等に起こります。つまり,分極率の変化は起こります。

 いかがでしょうか。詳細は成書を御覧下さい。

Q二酸化炭素と赤外線。

ご覧いただきありがとうございます。
今、大学の課題で赤外吸収スペクトル法に関して勉強していました。
ある文献によると、「二酸化炭素における酸素原子の運動を考える。C原子についてみると、この運動は同じ電気陰性度をもつO原子の運動であり、双極子モーメントは変化しない。よって、この運動は赤外吸収に不活性」とありました。これは二酸化炭素が赤外線を吸収しないということで良いのでしょうか?でも、二酸化炭素分子が伸縮振動しているのは事実ですよね。

そうであるなら、温室効果ガスの一種である二酸化炭素が赤外線を吸収しないというのに違和感を覚えます。

ご教授ねがいます。

Aベストアンサー

なにかの勘違いだと思います。

 赤外線は二酸化炭素を吸収します。
 この原理を応用した「燃焼ー赤外線吸収法」による
 炭素の定量方法が鉄および鋼の炭素定量方法に
 規定されています(JIS G1211)
 従って、赤外線は温室効果ガスの一種類です。
 <参考 温室効果の仕組み>
 地球は日中太陽からの光(エネルギー)を受けて温まります
 このままですと地球上の温度は上昇を続け、人間が住めない
 温度環境になります。これを防ぐため太陽光の当たらない
 夜間に熱(エネルギー)を大気中に放散します(日中受けた太陽
 エネルギーを夜間に大気中にお返しする)この時、お返しするエネ
 ルギーの形態は「赤外線」という形態で大気中に放散します。
 この時、二酸化炭素が地球大気に多量にあると、二酸化炭素に
 放散エネルギーが吸収され、大気圏外に赤外線の放散ができず
 大気中の二酸化炭素から再び熱エネルギーが地球に戻され温暖化
 されます。以上が温室効果の仕組みです。尚、ご存知だと思います
 が、メタンガスの方が二酸化炭素よりも温室効果が高いと言われて
 います(牛のゲップ中に含まれていて時々話題になります)。

なにかの勘違いだと思います。

 赤外線は二酸化炭素を吸収します。
 この原理を応用した「燃焼ー赤外線吸収法」による
 炭素の定量方法が鉄および鋼の炭素定量方法に
 規定されています(JIS G1211)
 従って、赤外線は温室効果ガスの一種類です。
 <参考 温室効果の仕組み>
 地球は日中太陽からの光(エネルギー)を受けて温まります
 このままですと地球上の温度は上昇を続け、人間が住めない
 温度環境になります。これを防ぐため太陽光の当たらない
 夜間に熱(エネルギー)を大気中に放散しま...続きを読む

Q水とホルムアルデヒドの赤外活性・ラマン活性について

水はC2vに属し、基準振動の3つ(A1,B2に属する)はどれも赤外活性かつラマン活性とアトキンス物理化学に書いてありました。
同様に、C2vに属するホルムアルデヒドの5つの基準振動(A1,B1,B2)はどれも赤外活性かつラマン活性なのでしょうか?
指標表からわかるようなのですが、合っているかわかりません。教えてください。

Aベストアンサー

C2vに属するホルムアルデヒドの基準振動は6つあります(3A1+B1+2B2)。
どれも赤外活性かつラマン活性です。

指標表 http://www.webqc.org/symmetrypointgroup-c2v.html の
linearの列にx,y,またはzがある基準振動が赤外活性になります。
C2vではA1,B1,B2が赤外活性です。
quadraticの列にx^2,y^2,z^2,xy,yz,またはzxがある基準振動がラマン活性になります。
C2vではA1,A2,B1,B2がラマン活性です。

別の例として、メタンなどのTdに属する分子やイオンでは、
T2が赤外活性で、A1,E,T2がラマン活性になります。
http://www.webqc.org/symmetrypointgroup-td.html

Q共役or非共役の見分け方

有機化学や高分子化学の勉強をしているのですが、どういうものが共役で、どういうものが非共役のものなのか、いまいち確信をもって見分けることができません。
なんとなく電子がぐるぐる動いていて、二重結合の位置が常に変わっている(共鳴している?)もののことを共役系と言っている気はするのですが、具体的にどんな形をしたものとか、どんな構造が含まれていたら共鳴していると言うのかがよくわからないでいます。
非常に基礎的なところでつまずいてしまい、なかなか先に進めなくて困っていますので、ぜひご回答よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

共役しているものの代表は、1,3-ブタジエン
H2C=CH-CH=CH2
(単結合と二重結合が交互に存在)です。
二重結合をしている炭素では、隣り合う炭素の上下に伸びているp軌道同士がくっついています(sp2混成軌道はご存じですか?参考URLの図のC1とC2、C3とC4の青い軌道はくっついて1つになっています)。
通常、単結合をしている炭素(sp3混成軌道)には上下に伸びているp軌道はありません。
ところが、共役をしていると、左から2番目のp軌道と3番目のp軌道が近接しているために、単結合であるにも関わらずp軌道同士がくっついてしまって、あたかも二重結合を形成しているかのようになってるんです。
このようにして、炭素4つのp軌道が全部くっついているので、電子は自由に行き来できるのです(非局在化と言います)。共役物質が安定なのはこのためです。

少し踏み込んだ説明をしましたが、わかって頂けましたでしょうか…?

参考URL:http://www.ci.noda.sut.ac.jp:1804/classroom/1998_6_18/Q&A6_18_4.html

共役しているものの代表は、1,3-ブタジエン
H2C=CH-CH=CH2
(単結合と二重結合が交互に存在)です。
二重結合をしている炭素では、隣り合う炭素の上下に伸びているp軌道同士がくっついています(sp2混成軌道はご存じですか?参考URLの図のC1とC2、C3とC4の青い軌道はくっついて1つになっています)。
通常、単結合をしている炭素(sp3混成軌道)には上下に伸びているp軌道はありません。
ところが、共役をしていると、左から2番目のp軌道と3番目のp軌道が近接しているために、単結合であるにも関わらずp軌道同...続きを読む

Q吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
w/v%のwはg(グラム)でvは100mlです。

Qミラー指数:面間隔bを求める公式について

隣接する2つの原子面の面間隔dは、ミラー指数hklと格子定数の関数である。立方晶の対称性をもつ結晶では

d=a/√(h^2 + k^2 + l^2) ・・・(1)

となる。

質問:「(1)式を証明せよ」と言われたのですが、どうすれば言いかわかりません。やり方を教えてもらえませんか_| ̄|○

Aベストアンサー

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベクトルと全く同じになります。すなわち立方晶の(111)面の法線ベクトルは(1,1,1)ですし、(100)面の法線ベクトルは(1,0,0)です。法線ベクトルなら「ミラー指数」よりずっと親しみがあり解けそうな気分になると思います。

さて(hkl)面に相当する平面の方程式を一つ考えてみましょう。一番簡単なものとして
hx + ky + lz=0  (1)
があります。(0,0,0)を通る平面で法線ベクトルは(h,k,l)です。
これに平行な、隣の平面の式はどうでしょうか。
hx + ky + lz = a  (2a)
hx + ky + lz = -a  (2b)
のいずれかです。これがすぐ隣の平面である理由(そのまた間に他の平面が存在しない理由)は脚注*2に補足しておきました。
点と直線の距離の公式を使えば、題意の面間隔dは原点(0,0,0)と平面(2a)の間隔としてすぐに
d=a/√(h^2+k^2+l^2)  (3)
と求められます。

点と直線の距離の公式を使わなくとも、次のようにすれば求められます。
原点Oから法線ベクトル(h,k,l)の方向に進み、平面(2a)とぶつかった点をA(p,q,r)とします。
OAは法線ベクトルに平行ですから、新たなパラメータtを用いて
p=ht, q=kt, r=lt  (4)
の関係があります。
Aは平面(2a)上の点でもありますから、(4)を(2a)に代入すると
t(h^2+k^2+l^2)=a
t=a/(h^2+k^2+l^2)  (5)
を得ます。
ここにOAの長さは√(p^2+q^2+r^2)=|t|√(h^2+k^2+l^2)なので、これを(5)に代入して
|a|/√(h^2+k^2+l^2)  (6)
を得ます。OAの長さは面間隔dにほかならないので、(3)式が得られたことになります。

bokoboko777さん、これでいかがでしょうか。

*1 (h, k, l)の組が共通因数を持つ場合には、共通因数で割り互いに素になるようにします。例えば(111)面とは言いますが(222)面なる表現は使いません。
*2 左辺はhx+ky+lzでよいとして、なぜ右辺がaまたは-aと決まるのか(0.37aや5aにならないのは何故か)は以下のように説明されます。
平面をhx+ky+lz = C (Cはある定数)と置きます。この平面は少なくとも一つの格子点を通過する必要があります。その点を(x0,y0,z0)とします。
h,k,lはミラー指数の定義から整数です。またx0,y0,z0はいずれもaの整数倍である必要があります(∵格子点だから)。すると右辺のCも少なくともaの整数倍でなければなりません。
次に右辺の最小値ですが、最小の正整数は1ですから平面hx + ky + lz = aが格子点を通るかどうかを調べ、これが通るなら隣の平面はhx + ky + lz = aであると言えます。このことは次の命題と等価です。
<命題>p,qが互いに素な整数である場合、pm+qn=1を満たす整数の組(m,n)が少なくとも一つ存在する
<証明>p,qは正かつp>qと仮定して一般性を失わない。
p, 2p, 3p,...,(q-1)pをqで順に割った際の余りを考えてみる。
pをqで割った際の余りをr[1](整数)とする。同様に2pで割った際の余りをr[2]・・・とする。
これらの余りの集合{r[n]}(1≦n≦(q-1))からは、どの二つを選んで差をとってもそれはqの倍数とは成り得ない(もし倍数となるのならpとqが互いに素である条件に反する)。よって{r[n]}の要素はすべて異なる数である。ところで{r[n]}は互いに異なる(q-1)個の要素から成りかつ要素は(q-1)以下の正整数という条件があるので、その中に必ず1が含まれる。よって命題は成り立つ。

これから隣の平面はhx + ky + lz = aであると証明できます。ただここまで詳しく説明する必要はないでしょう。証明抜きで単に「隣の平面はhx + ky + lz = aである」と書くだけでよいと思います。

参考ページ:
ミラー指数を図なしで説明してしまいましたが、図が必要でしたら例えば
http://133.1.207.21/education/materdesign/
をどうぞ。「講義資料」から「テキスト 第3章」をダウンロードして読んでみてください。(pdfファイルです)

参考URL:http://133.1.207.21/education/materdesign/

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベ...続きを読む

Q配位子場安定化エネルギー???

次の金属イオンが高スピン型の八面体形と四面体形錯体をつくるとき、両者の配位子場安定化エネルギーの差を計算せよ。ただし、Δ_t=(4/9)Δ。とする。
(1)Cr2+ (2)Mn2+ (3)Fe2+

という問題で、(上の問題文が見づらいようでしたら
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRMm82OUhOMmFabzA/edit?usp=sharing
をご覧ください。全く同じ問題文です)

解答は
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRSXlPQWZOdFVNS1k/edit?usp=sharing
です。
解答を見てもちんぷんかんぷんです。

問題文に出てくるデルタのような記号Δは何ですか? 扱っている教科書に出てきません。意味も読み方もわかりません。添え字の t と o も何なんでしょうか。解答に oct と tet がありますからこれのことなんでしょうけど、何の単語の頭文字でしょうか。

LSFE も???です。こちらはまだ教科書で探してみていないので、ひょっとしたら載っているかもしれませんが。

次の金属イオンが高スピン型の八面体形と四面体形錯体をつくるとき、両者の配位子場安定化エネルギーの差を計算せよ。ただし、Δ_t=(4/9)Δ。とする。
(1)Cr2+ (2)Mn2+ (3)Fe2+

という問題で、(上の問題文が見づらいようでしたら
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRMm82OUhOMmFabzA/edit?usp=sharing
をご覧ください。全く同じ問題文です)

解答は
https://drive.google.com/file/d/0B5GeO_NHMdeRSXlPQWZOdFVNS1k/edit?usp=sharing
です。
解答を見てもちんぷんかんぷんです。

問題文に出てくるデ...続きを読む

Aベストアンサー

> 問題文に出てくるデルタのような記号Δは何ですか?

配位子場分裂パラメーターです。

> 添え字の t と o も何なんでしょうか。

それぞれ tetrahedral と octahedral の頭文字です。

> LSFE も???です。

LSFEではありません。LFSEです。Ligand Field Stabilization Energy の略です。日本語でいうと配位子場安定化エネルギーです。

> 解答を見てもちんぷんかんぷんです。

Cr2+の八面体形錯体の場合は、以下のようにLFSEを計算します。

Crは周期表第6族の元素だから、これの2価イオンのd電子数は6-2=4個。高スピン型だからエネルギー準位の低い軌道(t2g軌道)に3個電子を詰めた後に、エネルギー準位の高い軌道(eg軌道)に残りの1個の電子を詰める。t2g軌道の電子のエネルギーは電子1個あたり(-2/5)Δoで、eg軌道の電子のエネルギーは電子1個あたり(+3/5)Δoだから、LFSEは
(-2/5)Δo×3+(+3/5)Δo×1=(-3/5)Δo
となる。

他も同様です。がんばって下さい。

> 問題文に出てくるデルタのような記号Δは何ですか?

配位子場分裂パラメーターです。

> 添え字の t と o も何なんでしょうか。

それぞれ tetrahedral と octahedral の頭文字です。

> LSFE も???です。

LSFEではありません。LFSEです。Ligand Field Stabilization Energy の略です。日本語でいうと配位子場安定化エネルギーです。

> 解答を見てもちんぷんかんぷんです。

Cr2+の八面体形錯体の場合は、以下のようにLFSEを計算します。

Crは周期表第6族の元素だから、これの2価イオンのd電子数は6-2...続きを読む

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Qカフェインをヨウ化カリウム水溶液に溶かして、硝酸ビスマス滴下したら何で橙の沈殿できるのでしょうか

カフェインをヨウ化カリウム水溶液に溶かして、硝酸ビスマス滴下したら何で橙の沈殿できるのでしょうか。
大学の課題で、手元に資料もなくネットで検索しても出てきません。
検索がへたなだけかもしれません。
自力でどうにか探すのが普通なのだと思いますが、こんな不束者に詳しい解説よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ちょっと調べたらこんな楽しいサイトが、↓^o^
http://www.colawp.com/seasonal/199707/special.html
なになに、「分析化学においてはビスマス・アンチモンの検出試薬として用いられるらしい」などと書いてある。もっと探そう。
2chに「最近大学の実験でカフェインの存在確認の実験で、カフェイン粉末に10%KI溶液と硝酸ビスマス溶液を滴下して橙色沈殿の 有無の確認をするってのをしたんだが、…」てのがあるが、答えて貰ってないみたい。
結局こんな処が、↓
http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/iecac0/1942/14/i01/f-pdf/f_i560101a016.pdf?sessid=6006l3
ビスマスのテトライオドビスマス(III) カフェインとしての定量。


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