生体分子解析学 機器分析 分光学 Ｘ線結晶構造解析 質量分析 熱分析 その他機器分析 なぜ機器分析を学ぶのか？ 具体例で考えてみよう 有機化合物の構造決定（問題提起） 有機化学の教科書 HO HO O OH OH O CH3 C HO OH 多種多様な構造の有機化合物 これらの有機化合物の構造はどのようにして決定されたの だろう？ 有機化合物の構造を決定するには？ 有機化合物の構造決定に必要な情報は？ 有機化合物の構造を決定するには？ 有機化合物の構造決定に必要な情報は？ 分子量・分子式（組成式） 構造中に含まれる官能基の同定 炭素（炭化水素）骨格構造の決定 有機化合物の構造を決定するには？ 有機化合物の構造決定に必要な情報は？ 分子量・分子式（組成式） 構造中に含まれる官能基の同定 炭素（炭化水素）骨格構造の決定 機器分析法 有機化合物の構造を決定するには？ 有機化合物の構造決定に必要な情報は？ 分子量・分子式（組成式） 質量分析装置、組成分析 構造中に含まれる官能基の同定 化学反応、赤外分光法、(NMR分光法) 炭素（炭化水素）骨格構造の決定 NMR分光法、（質量分析装置） 機器分析法 機器分析法の役割は？ 有機化合物の構造決定に必要な情報は？ 分子量・分子式（組成式） 質量分析装置、組成分析 構造中に含まれる官能基の同定 化学反応、赤外分光法、(NMR分光法) 機器分析の役割 有機化合物の 構造決定 (物性解析) 薬の大半 炭素（炭化水素）骨格構造の決定 有機化合物 NMR分光法、（質量分析装置） 構造も決まっていない薬を飲みたいですか？ 電磁波(光)について 物理における「光」とは？ 狭義：可視光のこと（物を照らし出す光） 目で見ることができる波長の光 広義：あらゆる波長の電磁波のこと 電磁波(光)について クイズ 次のうち、電磁波であるものは？ マイクロ波 超音波 地震波 ラジオ波 Ｘ線 携帯電波 赤外線 テレビ電波 γ線 紫外線 可視光線 電磁波(光)について クイズ 次のうち、電磁波であるものは？ マイクロ波 ◯ 超音波 × 地震波 × ラジオ波 ◯ Ｘ線 ◯ 携帯電波 ◯ 赤外線 ◯ テレビ電波 ◯ γ線 ◯ 紫外線 ◯ 可視光線 ◯ 電磁波(光)について 電磁波とは？ 波長 10-12 10-11 10-10 γ線 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 (m) Ｘ線 真空紫外 波長 10 200 赤外線 紫外線 マイクロ ラジオ波 波 可視光線 紫藍青緑黄橙赤 400 800 (nm) （電場と磁場の相互作用により）媒体無しに空間を伝播する波 γ線からラジオ波までの電磁波は単に波長が異なるだけ！ 電磁波(光)の特徴 波動（波）の特性を表すパラメーター 波長 (λ (ラムダ)と表す) 波の進行速度 sin波(正弦波) 振幅 振動数（周波数）：１秒あたりの波の通過数。単位はHzまたはs-1。 電磁波は典型的なsin波(正弦波) 電磁波(光)の特徴(1) 波動（波）の特性を表すパラメーター 真空中の速度： 3.0 × 108 ms-1 (すべての電磁波!!!) = (可視光の)真空中の光速 (cと表す） 波長 (λ (ラムダ)と表す。単位は m。) 振動数 (別名: 周波数。ν (ニュー)で表す。単位は Hz 又は s-1。) 波数 ( ν で表す。単位は cm-1。1 cmの中に含まれる波の数) 光子のエネルギー E = hν (ただしhは プランク定数) 電磁波(光)の特徴(2) 真空中の速度： 3.0 × 108 ms-1 (すべての電磁波!!!) = 真空中の光速 (cと表す） 波長 (λ (ラムダ)と表す) 電磁波は1秒間に3.0 × 108 m 進む。 3.0 × 108 ms-1 = c A 1秒間に点Aを通過する波の数(振動数ν)は光速cを波長で割れば良い。 振動数 ν (Hz) = 電磁波(光)の特徴(2) 真空中の速度： 3.0 × 108 ms-1 (すべての電磁波!!!) = 真空中の光速 (cと表す） 波長 (λ (ラムダ)と表す) 電磁波は1秒間に3.0 × 108 m 進む。 3.0 × 108 ms-1 = c A 1秒間に点Aを通過する波の数(振動数ν)は光速cを波長で割れば良い。 c (ms-1) 振動数 ν (Hz) = λ (m) 重要 電磁波(光)の特徴(3) 波数 ( ν で表す。単位は cm-1。1 cmの中に含まれる波の数) 波長 (λ (ラムダ)と表す) 1.0 cm 1 cmの中に含まれる波の数(波数 ν )は1 cmを波長(cm)で割れば良い。 ただし、波長の単位をcmに換算して割り算すること。 波数 ν (cm-1) = 電磁波(光)の特徴(3) 波数 ( ν で表す。単位は cm-1。1 cmの中に含まれる波の数) 波長 (λ (ラムダ)と表す) 1.0 cm 1 cmの中に含まれる波の数(波数 ν )は1 cmを波長(cm)で割れば良い。 ただし、波長の単位をcmに換算して割り算すること。 波数 ν (cm-1) 1 = λ (cm) 重要 電磁波(光)とエネルギー(1) 光子のエネルギー E (単位: J; 光のエネルギーと略されることが多い) 重要 E = hν E (光子のエネルギー;単位: J) h (プランク定数; 単位: Js) ν (振動数(周波数); 単位: Hz) ν (振動数(周波数); 単位: Hz) 高 E (光子のエネルギー;単位: J) 低 電磁波(光)とエネルギー(1) 光子のエネルギー E (単位: J; 光のエネルギーと略されることが多い) 重要 E = hν E は ν に比例 (E ∝ ν ) E (光子のエネルギー;単位: J) h (プランク定数; 単位: Js) = 比例定数的な役割 ν (振動数(周波数); 単位: Hz) 高 ν (振動数(周波数); 単位: Hz) 低 高 E (光子のエネルギー;単位: J) 低 電磁波(光)とエネルギー(2) ν (振動数(周波数)), λ (波長), c (光速) の関係から c (ms-1) 振動数 ν (Hz) = λ (m) hc E = hν = λ E は λ に反比例 短 λ (波長; 単位: m) 長 高 ν (振動数(周波数); 単位: Hz) 低 高 E (光子のエネルギー;単位: J) 低 電磁波(光)とエネルギー(3) ν (波数), λ (波長) の関係から 波数 ν (cm-1) 1 = λ (cm) hc E = hν = λ = hc ν E は ν に比例 (E ∝ ν ) 高 ν (波数; 単位: cm-1) 低 短 λ (波長; 単位: m) 長 高 ν (振動数(周波数); 単位: Hz) 低 高 E (光子のエネルギー;単位: J) 低 電磁波(光)のまとめ 高 E (光子のエネルギー;単位: J) 高 ν (波数; 単位: cm-1) 低 高 ν (振動数(周波数); 単位: Hz) 低 波長 短 10-12 10-11 10-10 γ線 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 (m) 長 Ｘ線 真空紫外 波長 低 10 200 赤外線 紫外線 マイクロ ラジオ波 波 可視光線 紫藍青緑黄橙赤 400 800 (nm) 演習＆宿題 下記の表の空欄を埋めなさい。真空中の光速 c = 3.0 × 108 ms-1、 プランク定数 h = 6.63 × 10-34 Js とする。 λ (m) ν (Hz) ν (cm-1) 10 m 3 × 109 1000 500 nm 250 nm 3 × 1018 E (J) 電磁波の種類 演習＆宿題 下記の表の空欄を埋めなさい。真空中の光速 c = 3.0 × 108 ms-1、 プランク定数 h = 6.63 × 10-34 Js とする。 λ (m) ν (Hz) ν (cm-1) 10 m 3 × 107 1 × 10-3 1.99 × 10-26 3 × 109 1000 500 nm 250 nm 3 × 1018 E (J) 電磁波の種類 ラジオ波 演習＆宿題 下記の表の空欄を埋めなさい。真空中の光速 c = 3.0 × 108 ms-1、 プランク定数 h = 6.63 × 10-34 Js とする。 λ (m) ν (Hz) ν (cm-1) 10 m 3 × 107 1 × 10-3 1.99 × 10-26 ラジオ波 1 1.99 × 10-24 マイクロ波 E (J) 電磁波の種類 1 cm 3 × 109 10 μm 3 × 1013 1000 1.99 × 10-20 赤外線 500 nm 6 × 1014 2 × 104 3.98 × 10-19 可視光線 250 nm 12 × 1014 4 × 104 7.96 × 10-19 紫外線 0.1 nm 3 × 1018 1 × 108 1.99 × 10-15 Ｘ線
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