2009-11-05
org.kosen.entty.User@634b7fdf
전상진(csj1730)
- 2
IR and Raman spectroscopy에서의 selection rule에 관하여
설명을 듣고 싶습니다.
- selection rule
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 2
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답변
이응신님의 답변
2009-11-06- 0
분자들의 에너지 상태를 외부에서 빛(전자기파)을 쬐여 나오는 스펙트럼을 분석하여 분자의 구조를 알아내는 방법으로 Raman spectroscopy(라만 분광법)가 있습니다. 어떤 경우에 IR이나 Raman으로 분석하는지는 관련 서적을 참고하면 됩니다. 단원자인 경우 주로 전자가 여기되었다가 기저상태로 떨어지면서 내는 스펙트럼이 분석대상이나 다원자분자는 분자를 구성하는 원자핵들의 상호작용에 의한 스펙트럼이 나타납니다. 원자핵들이 서로 작용을 할 때 질량중심을 위주로 회전운동을 하거나 아니면 서로 간격이 변하는 진동을 합니다. 이중원자분자(HCl, CO 등)에서는 회전이나 진동이 일어나나 원자의 개수가 3개가 넘을 때는 원자핵들의 분포에 따라 결합종류와 결합각, d-전자들의 분포로 인해 회전운동이나 진동이 일어나면서 비틀림, 굽힘진동 등이 다양하게 나타납니다. 어떤 경우든지 분자를 구성하는 원자핵이 진동을 한다고 해도 실제로는 외곽전자들이 상대적으로 움직이면서 에너지 준위가 변하므로 외부에서 가하는 빛에 의해 여기되어 기저상태로 떨어지면서 빛을 냅니다. 이때 여기된 상태로 올라가도 떨어질때는 분자운동에 따른 양자준위가 결정되어 있으므로 임의로 떨어지지 않고 특정한 조건을 만족하는 준위로만 떨어집니다. 이런 현상을 selection rule에 의해 설명합니다. 즉, selection rule은 특정 조건을 만족하는 양자준위로만 이동을 하여 특정 주파수의 빛을 방출하는 현상을 말합니다. 주로 Delta J=-+1, -+2 등으로 표시하는데 전자의 주양자수에 포함된 분자의 진동-회전에 따른 세부 에너지준위들이 있고 (왜냐하면 원자핵이 무겁기 때문에) 전자가 n에서 n+1인 상태로 여기되었다고 해도 n+1 준위에 분자들의 진동에 따른 J 준위들이 들어있어서 n준위의 분자진동에 따른 에너지 준위 J=2에서 n+1인 준위로 올라가서 J=4로 갔다고 하면 떨어질때 Delta J=+1인 선택을 한다면 n준위의 J=3로 떨어지고 Delta J=-1인 선택을 했다면 J=5로 떨어진다는 것이 selection rule입니다. 실제로 분자에서 나오는 스펙트럼을 보면 강하게 나오는 피크치들이 대칭으로 일정한 간격을 두고 있어 분자의 진동에 따른 selection rule에 의해 형성이 되었음을 알 수 있습니다. 자세한 내용은 해당 분자들의 원자핵 조성에 의해 다 다르기 때문에 관련 서적을 참고하십시오. 양자역학이나 현대물리학책에 기본적인 설명(위에서 말한)이 나오고 분광학책에는 자세히 나옵니다. selection rule에 대해서 더 자세히 알고 싶으면 양자화학을 참고하거나 현대대수학의 군론(group theory)을 보면 잘 나와있습니다. >IR and Raman spectroscopy에서의 selection rule에 관하여 >설명을 듣고 싶습니다. -
답변
이상후님의 답변
2010-01-14- 0
>IR and Raman spectroscopy에서의 selection rule에 관하여 >설명을 듣고 싶습니다. Selection rule (or transition rule)은 하나의 상태로부터 다른 상태로 한 시스템의 가능한 transition에 관한 constraint입니다. Selection rule은 electronic, vibrational 또는 rotational transitions에 유도되어 사용되고 있습니다. 이 rule은 transition을 관찰하기 위해 사용되는 테크닉(IR, Raman)에 따라 달라질 수 있습니다. 첨부하는 파일은 교과적인 내용인데, 읽어보시면 도움이 되실 것으로 생각됩니다.