語彙
| English | 意味 |
|---|---|
| functional group/ˈfʌŋkʃənl ɡruːp/ | 官能基 |
| wavenumber/ˈweɪvnʌmbə/ | 波数 |
| mass spectrometry/mæs spekˈtrɒmətri/ | 質量分析 |
| molecular ion/məˈlekjʊlə ˈaɪɒn/ | 分子イオン |
光による結合の指紋付け
- 赤外分光法（IR）は分子内の官能基を見つけるのに役立つ。
- 各種類の結合は固有の周波数範囲で赤外線を吸収する。
- 結合が強く吸収する位置は、スペクトル上で谷として現れる。
探索
赤外分光法実験室
吸収線を対応する結合または官能基に結び付けなさい。
実践
赤外分光法は主に次のために用いられる:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
各結合は固有の波数でIRを吸収するため、減衰部が現在存在する官能基を示している。
実践
赤外分光法は、結合が吸収する______によって結合を同定する。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
各結合は特徴的なIR周波数を吸収する。
スペクトルの読み取り
- 位置は波数（cm⁻¹）で測る。データ表が与えられるので、谷と結合を対応させるだけ：
- 広い谷 ~$3200$–$3650$ → アルコールのO–H。
- 谷 ~$1700$ → C=O（アルデヒド、ケトン、酸、エステル）。
- C=Oの谷と併せて、$2500$–$3000$の広い谷 → カルボン酸。
赤外分光計は分子に含まれる結合を記録する。
実践
波数1700（cm⁻¹）付近の強い減衰部は次のことを示す:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
波数1700（cm⁻¹）付近の減衰部はC=O結合（アルデヒド、ケトン、酸またはエステル）である。
実践
波数3200–3650（cm¹）付近の広い減衰部は次のことを示す:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
広いO–H吸収は波数3200–3650（cm⁻¹）領域に位置する。
実践
各IRの特徴をそれが示す内容と結び付けなさい。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
各項目は用語を正しい意味と結びつける。
反応の確認
- IRで反応が成功したことを確認できる。
- 例：プロペンがプロパン-2-醇になった場合、C=Cの谷が消え、O–Hの谷が現れる。
赤外スペクトル：広いO-HとC=Oの谷がカルボン酸を示す
実践
赤外分光法を用いて、アルケンがアルコールに変化したことを確認する方法は?
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
C=Cの喪失とO-Hの獲得はアルコールへの転換を示している。
質量分析法：M+2の手がかり
- 分子イオンピーク(M⁺)は分子量を与える。
- Mより**2単位高いピーク(M+2)**はハロゲンの存在を示す：
Example
- M+2 は M の約⅓の高さ → 塩素が存在（³⁵Cl : ³⁷Cl ≈ 3 : 1）。
- M+2がMとほぼ同じ高さ → 臭素存在（⁷⁹Br : ⁸¹Br ≈ 1 : 1）。
したがって、MとM+2ピークの比から、分子に含まれるハロゲンがわかる。
M+2ピークは塩素(3:1)または臭素(1:1)を示す
理解できましたか
Key idea
- IRは官能基を見つける：各結合は固有の波数で谷を生じる
- 重要な谷：O–H（広い、~3200–3650）、C=O（~1700）；広いO–H 加上 C=O = カルボン酸
- 反応確認にIRを使用（ある官能基の谷が消えるか現れるか）
- 質量スペクトルにおいて、M+2 ピークはハロゲンの存在を示す — Mの約⅓ = 塩素、Mとほぼ等しい高さが 臭素。