原子分光と分子分光の決定的な違いは、原子分光は原子が吸収・放出する電磁波を研究するのに対し、分子分光は分子が吸収・放出する電磁波を研究する点である。

電磁波は、電場と磁場が垂直に振動してできています。そのため、電磁波の波長の全範囲を電磁波スペクトルと呼んでいます。分光実験では、特定の波長の電磁波を使って試料を分析します。そこで、目的の化学物質が入った試料に電磁波を通過させる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 原子分光法とは 3. 分子分光法とは 4. 横並びの比較 - 原子分光法と分子分光法の表形式 5. まとめ

原子分光法は何ですか？

原子分光学は、原子が吸収・放出する電磁波を研究する学問である。化学元素は固有のスペクトルを持つため、この手法を用いると試料中の元素の組成を分析することができます。

電子は原子のあるエネルギー準位に存在する。このようなエネルギー準位を原子軌道と呼ぶ。これらのエネルギー準位は連続的ではなく、量子化されている。原子軌道上の電子は、持っているエネルギーを吸収したり放出したりすることで、あるエネルギー準位から別のエネルギー準位に移動することができます。ただし、電子が吸収または放出するエネルギーは、2つのエネルギー準位のエネルギー差に等しくなければならない（電子はこの2つのエネルギー準位の間を移動することになる）。

図01：電磁波スペクトル

化学元素はそれぞれ固有の数の電子を基底状態に持っているため、原子は元素の性質に応じたパターンでエネルギーを吸収したり放出したりすることになる。その結果、それぞれ固有のパターンで光子を吸収・放出することになる。そして、光の波長と光量の変化を測定することで、試料の元素組成を決定することができます。

分子分光学は何ですか？

分子分光学は、分子が吸収・放出する電磁波を研究する学問である。試料中の分子は、私たちが試料を通過させた波長の一部を吸収し、既存の低エネルギー状態から高エネルギー状態へと移行することができます。試料の化学組成によって、試料は特定の波長を吸収しますが、すべての波長を吸収するわけではありません。そのため、吸収されない波長は試料を通過してしまいます。そして、吸収する波長と吸収の強さによって、分子が受けるエネルギージャンプの性質がわかり、分子の構造に関する情報を集めることができるのです。

原子分光法と分子分光学の違い

原子分光法と分子分光法は、電磁波源を用いて試料の組成を決定する技術である。しかし、原子分光と分子分光の決定的な違いは、原子分光が原子に吸収され放出される電磁波を研究するのに対し、分子分光は分子に吸収され放出される電磁波を研究する点である。このように、原子分光法は試料に含まれる原子の種類を特定し、分子分光法は試料に含まれる分子の構造を特定する。

下のインフォグラフィックは、原子スペクトルと分子スペクトルの違いを表形式で表したものです。

概要 - 原子分光法 vs. 分子分光学

分光学は分析化学の重要な技術であり、試料の化学組成を決定するために使用します。その中で、原子分光法と分子分光法は、そのような技術である。しかし、原子分光法と分子分光法には、いくつかの違いがある。原子分光と分子分光の決定的な違いは、原子分光は原子が吸収・放出する電磁波を研究するのに対し、分子分光は分子が吸収・放出する電磁波を研究する点である。

引用

1 歌詞"Librets Chemistry Profile", Librets, April 2017.2はこちら。"原子スペクトル", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2018年9月12日.ここで入手可能 2 "原子スペクトル", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2018年9月12日。