電子分光法の基本原理は何ですか?

電子分光法の基本原理

電子分光法は、電子吸収分光法または UV/Vis 分光法とも呼ばれ、紫外線 (UV)、可視光線、近赤外線領域の電磁放射との相互作用を通じて分子や原子を研究するために使用される手法です。基本原理は、分子による電磁放射の吸収を中心に展開し、異なる電子エネルギーレベル間の遷移を引き起こします。

光子の吸収:分子が光子を吸収すると、低エネルギー状態から高エネルギー状態へと励起されます。このプロセスは、初期状態と最終状態の間のエネルギー差が吸収された光子のエネルギーと等しくなければならないという量子力学の原理によって制御されます。

電子遷移:電子遷移は、原子または分子内のある軌道から別の軌道への電子の移動を伴います。これらの遷移は、結合軌道と反結合軌道の間、非結合軌道の間、または異なる分子軌道の間で発生します。

ランベルト・ビールの法則:吸収の強度は、吸光度が吸収種の濃度とサンプルを通過する光の経路長に正比例するというランベルト・ビールの法則を使用して定量化できます。

シグマからシグマ* : シグマ電子が関与します。飽和分子でよく見られます。
Pi から Pi* : パイ電子が関与し、不飽和分子や芳香族分子に典型的です。
n から Sigma*およびn から Pi* : 非結合電子が関与します。これらの遷移には比較的低いエネルギーが必要であり、孤立電子対を持つ分子でよく発生します。

これらの電子遷移は特定の波長の光を吸収する役割を果たし、さまざまな分子の特徴的な吸収スペクトルを生み出します。このスペクトルは分子構造、電子環境、分子の相互作用に関する貴重な情報を提供します。

電子分光法には、以下を含む幅広い用途があります。

したがって、電子分光法は化学研究と物理学研究の両方において基本的なツールとして機能し、さまざまな条件下での分子の挙動に関する洞察を提供します。