赤外スペクトルについて2つ質問させてください。

質問

赤外スペクトルについて2つ質問させてください。

赤外スペクトルを勉強していると、換算質量μというものがでてきました。
二原子分子A、Bおいてそれぞれの質量がmAとmB[kg]とすると
μ=mA*mB/(mA+mB)であらわされることは理解しました。

しかし、実際に値を入れて計算をする際、たとえばO-Hの換算質量を求める場合
(1)原子量をそのまま用いて求める（O:16、H:1）
or
(2)原子量をアボガドロ数で割って、原子1個あたりの質量[kg]に換算してから求める

といった二つのやり方を目にしました。両者を比較すると、(2)は(1)に6.02*10^-20を
掛けた数になり,値が変わってしまうのです。
これはどちらが正しいのでしょうか。

二つ目に、O-Hの伸縮振動が3400cm-1の赤外を吸収するが、O-Dの伸縮振動の波数を求めよ
という問題があったのですが、この解法としてv~=1/(2πc)√(k/μ)の式を用いて
i．O-Hの換算質量を算出する
ii．O-Hの結合定数kを算出する
iii．O-Dの換算質量を算出する
iv．O-Hの結合定数kとO-Dの換算質量を式に代入する

で問題ないでしょうか。
また、あまり理解できていなくて申し訳ありませんが、
もしこの解き方が正しかった場合、O-Hの結合定数をO-Dの結合定数をとして使用して
よい理由を教えていただけないでしょうか。

基本的なこととなってしまいますが、ご回答のほう、よろしくお願いします。

回答No.2

kappa_ena · ベストアンサー

(1) 提示されている二つの数値ですが、単位が違うので数値が違うのです。質量やエネルギーといった「物理量」は、単位まで含めて初めて意味を持ちます。

早い話、あなたの体重を60と表現しても、60000と表現しても、単位としてkgとかgを付けなきゃ意味ないでしょ？

(2-1) 提示された手順で問題ありません。
しかし、わざわざ結合定数を求めなくても答えは出ます。νはμの平方根に反比例するのですから、3400cm-1にO-D系とO-H系の換算質量の比の平方根を掛けてやるだけで良いのです。

(2-2) O-Hの結合定数とO-Dの結合定数は同じと考えて良いです。
「同位体の化学的性質は同じ」と習いませんでしたか？　元素の化学的性質は中性状態における電子の数（すなわち原子核の陽子の数）で決まるので、原子核の中性子の数が変化しても変わらないのです。結合定数は化学的性質なので、HとDで同じと考えて良いのです。
もっとも、非常に精密な話をすると、1)の方がおっしゃるように、HとDとでは少しだけ化学的性質も異なる筈です。ただ、あなたのレベルでそんな事を気にする必要はありません。

お礼

ご回答ありがとうございます．

とても丁寧なご説明で，疑問点がすっきりしました．
ありがとうございます．これから宜しくお願いします．

回答No.1

noname#160321

最初の方は、「定義」をしてから使うので、あまり問題はありません。

二番目の方ですが、本来は「違う」のですが、説明すると演習問題にならなくなるほど莫大な量になるので略してあるのです。

お礼

早速のご回答ありがとうございます．

doc_sundayさんには4年前にもここでご回答をしていただきました．
（当時私は別のユーザー名でしたが）
重ね重ね，ありがとうございます．