ラマン分光とは何か?

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2017年07月07日
その分析はどのような方法で調べているの?を更新。
2017年07月07日
ラマン分光法の簡単な説明を更新。
2017年07月07日
ラマン分光とは何か?を更新。
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ラマン分光の基本的な内容を更新。

化学的構造

自然界の多くの現象は、化学反応が深く関係しています。化学反応を考える上で、その化学物質の分子構造がどのような構造しているかを知ることは非常に重要なことです。例えば医薬品の世界で言えば、薬の成分がどのような分子構造をとっているかが、効果を決める一つの要因と言えます。しかし分子のサイズは非常に小さく、直接目で見て構造を確認するということは不可能です。
そこで化学の分野においては、化学物質の分子構造を知るための分析手法が数多く存在します。ラマン分光法はその数ある分析手法の一つです。化学物質に特定波長の光を当てると、その化学物質の分子構造(化学結合)に応じた波長の光(電磁波)を散乱・吸収します。その際にその散乱光を観測することで、その化学物質にはどんな化学結合が含まれているのかがわかります。
また散乱光の観察ではなく吸収光を観察する手法は、赤外分光法と言い、ラマン分光法では観測が難しい化学結合の特定が得意です。逆に赤外分光法が苦手な化学結合はラマン分光法では特定が容易というとくちがあります。このように分析手法の多くは、それぞれ観測可能不可能なものがあり、それぞれの手法を組み合わせ相補的に扱うことで、化学物質の分子構造を決定しています。

分子と光

ラマン分光法は、光を使って、さまざまな物質の状態を調査する方法です。紫外線や可視光線を物質にあてることによって得られる散乱光を調査する方法であり、さまざまな分野の研究に用いられている方法になっています。ラマン分光法によって調べることができるものは、分子の振動に関する情報や、分子の活性状態に関することです。
分子の振動状態を知ることによって、化学結合の種類や質を知ることができ、分子の活性状態を知ることによって、物質の濃度などを知ることができます。また、結晶化の度合いや結晶のゆがみなどの調査もすることが可能です。分子の格子間距離も知ることが可能であり、分子の状態を細かく知ることができるため、新素材の研究などに、使われています。
ラマン分光法は、有機物、無機物に関係なく、溶液、粉末、結晶、気体状態などのいろいろなものの研究に使うことが可能です。調査する物質の量が、かなり微量な場合でも調査することができ、貴重な物質などを、しっかりと調べることが可能です。ラマン分光法で調査が苦手な物質は、純金属です。理論的には調査をすることが可能ですが、測定がかなり難しくなっているため、純金属を調査する場合には、他の調査方法を利用する必要があります。

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その分析はどのような方法で調べているの?

特有の性質を持つ光 物質に対して光が当たると、分子に衝突します。そしてその一部は錯乱されることになります。これらの錯乱した光の波長を調べてみると、大多数の成分は入ってきた光と同じ波長です。それをレイリー錯乱光と呼びます。しかし極わずかではあるのですが、入ってきた光とは違う波長の光が含まれています。この入ってきた光…

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ラマン分光法の簡単な説明

再利用する 物質が単色の光によって照射される際、散乱光(ラマン散乱光という)には照射光と等しい波長だけでなく、照射光よりも長い波長(分子にエネルギーを与えた場合)や短い波長(分子からエネルギーをうけとった場合)が含まれる現象をラマン分光またはラマン効果といいます。光が照射されたときの分子の振動数(波長と言い換え可…

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ラマン分光とは何か?

化学的構造 自然界の多くの現象は、化学反応が深く関係しています。化学反応を考える上で、その化学物質の分子構造がどのような構造しているかを知ることは非常に重要なことです。例えば医薬品の世界で言えば、薬の成分がどのような分子構造をとっているかが、効果を決める一つの要因と言えます。しかし分子のサイズは非常に小さく、直接…

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ラマン分光の基本的な内容

光と物質 物質に光を照射させると、光の粒子性により散乱という現象が起こります。入射光と同じ波長の光が散乱される現象をレイリー散乱(弾性散乱)といい、入射光と違う波長の光が散乱される現象をラマン散乱(非弾性散乱)といいます。ラマン分光法とはこのラマン散乱された光を調べることにより、物質の構造や性質を知ることができる…

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