CÁC PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ TRONG HOÁ HỌC CÁC PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ TRONG HOÁ HỌC Dr Nguyễn Hoa Du Faculty of Chemistry, Vinh University Dr Hoa Du Nguyen 2 MỞ ĐẦU Vai trò của các PPVL đối với Hoá học ◼ Khôn[.]
CÁC PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ TRONG HOÁ HỌC Dr Nguyễn Hoa Du Faculty of Chemistry, Vinh University MỞ ĐẦU Vai trị PPVL Hố học: ◼ Không thể thiếu ◼ Cho nhiều thông tin quan trọng cấu trúc, thành phần, tính chất ◼ Cơng cụ phân tích đa năng/ khơng thể thay It is the key to: ◼ Molecular structure determination and identification ◼ Measuring the physical properties of molecules (e.g bond strength, mass, charge dipoles, electronic structure) Dr Hoa Du -Nguyen Khái niệm PPVL Sử dụng phép đo lường phân tích đại lượng vật lý hệ hố học để thu thơng tin cần thiết cấu tạo, tính chất chất Tính chất quang, điện, từ, khối lượng, nhiệt lượng, nhiệt độ, … Dr Hoa Du -Nguyen CÁC NỘI DUNG CHÍNH Chương Chương Chương Chương Chương Chương Chương Chương Đại cương quang phổ Quang phổ hồng ngoại Quang phổ UV-vis Phổ nhiễu xạ Rơnghen Phổ nguyên tử Phổ NMR Phổ khối lượng Một vài phương pháp khác Dr Hoa Du -Nguyen Học liệu [1] Nguyễn Hữu Đỉnh, Trần Thị Đà Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử Nxb Giáo dục, 1999 [2] Nguyễn Đình Triệu Các phương pháp vật lý ứng dụng hoá học Nxb ĐHQG Hà Nội, 2003 [3] Vũ Đăng Độ Các phương pháp vật lý hoá học Nxb ĐHQG Hà Nội, 2004 [4] Hollas Morden Spectroscopy, Wiley, 2004 [5] Barbara Stuart Modern Infrared Spectroscopy John Wiley & Sons, 1996 Dr Hoa Du -Nguyen Chương Đại cương quang phổ Bản chất xạ điện từ Sự tương tác xạ điện từ với vật chất Định luật hấp thụ ánh sáng Quy tắc chọn lọc Các loại quang phổ Đọc tr5 – 26 [1] Dr Hoa Du -Nguyen 1.1 Bản chất xạ điện từ Điện trường E; Chiều xạ: K; Từ trường B Bước sóng l Dr Hoa Du -Nguyen Các vùng phổ xạ điện từ Dr Hoa Du -Nguyen Các đặc trưng xạ điện từ e = h.n = h.c/l với n = c/l h = 6,626.10-27 erg.s = 6,626.10-34 J.s n’ = 1/l số sóng (cm-1, m-1) 1erg = 10-7J = 2,3884.10-8 cal = 0,624.1012 eV 1eV = 1,60217.10-19J = 1,60217.10-12erg 1m = 102 cm = 106 mm = 109 nm = 1010 Å l nhỏ → e lớn n lớn → e lớn Dr Hoa Du -Nguyen Bài tập Tính lượng xạ có bước sóng l = 510nm đơn vị erg, J/mol, cal/mol Giải: + 510nm = 5,1.10-7m + e = h.c/l = 6,626.10-34.3.108/5,1.10-7 = 3,89.10-19J = 3,89.10-12erg = 23,46.104 J/mol= 234,6 kJ/mol = 56kcal/mol Dr Hoa Du -Nguyen 10 Ảnh hưởng liên hợp Tăng số vòng → tăng l Dr Hoa Du -Nguyen 124 Ảnh hưởng nhóm Nhóm khơng liên hợp: ảnh hưởng đến lmax -CH3, -CH2OH, -CH2COOH Nhóm có liên hợp ảnh hưởng mạnh đến lmax e >C=CR2; -COOH; -OH, -NO2, … Dr Hoa Du -Nguyen 125 Ảnh hưởng biến dạng Với dải chuyển điện tích: nguyên tử liên kết dễ biến dạng, cực đại chuyển dịch sóng dài Với dải d – d: phức chất biến dạng khỏi cấu trúc đối xứng → dải g-g xảy Dr Hoa Du -Nguyen 126 3.2 Kỹ thuật thực nghiệm Sơ đồ máy phổ UV-Vis Chuẩn bị mẫu đo Các kiểu đo Dr Hoa Du -Nguyen 127 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý UV-Vis Dr Hoa Du -Nguyen 128 Thiết bị UV-Vis movie Vùng phổ thường đo: 200nm – 800nm Máy đại: 180nm – 1000nm ◼ Nguồn: đèn W đèn Deuteri ◼ Sử dụng cách tử nhiễu xạ tạo xạ đơn sắc, độ phân giải 0,1nm ◼ Dùng DAD (Diod Array Detector) ◼ Ghi xử lý tín hiệu = máy tính, vi xử lý Dr Hoa Du -Nguyen 129 3.2.2 Chuẩn bị mẫu đo Hồ tan dung mơi thích hợp: ◼ H2O; MeOH ; EtOH; ACN; CHCl3 … Dung dịch so sánh thường dung môi → loại trừ pic hấp thụ dung môi Dr Hoa Du -Nguyen 130 3.2.3 Đo mẫu Đưa cuvet chứa dung dịch so sánh vào máy, đo đường Đưa cuvet chứa mẫu vào máy, đo mẫu Hiển thị kết đo, xử lý phổ để rút thông tin: số dải hấp thụ, lmax; Amax; el Dr Hoa Du -Nguyen 131 3.3 Phổ UV-vis chất hữu Dr Hoa Du -Nguyen 132 3.4 Phổ UV-Vis chất vô Các chất đơn giản Dr Hoa Du -Nguyen 133 Phổ UV-Vis phức chất Dr Hoa Du -Nguyen 134 Ứng dụng UV-Vis Dr Hoa Du -Nguyen 135 3.4 Ứng dụng UV-Vis Phân tích cấu trúc phân tử: quy gán dải hấp thụ với có mặt nhóm chức, đoạn cấu trúc Phân tích định tính Phân tích định lượng: trắc quang vùng UV, Vis (thơng dụng) Dr Hoa Du -Nguyen 136 Bài tập NgHĐ-TrTĐ: 3-2, 3-3, 3-4, 3-5, 3-7, Dr Hoa Du -Nguyen 137 Bài tập tiểu luận (không áp dụng bắt buộc) Phổ UV-vis phức chất Phổ UV-vis hợp chất hữu Mỗi SV chọn mơ tả quy gán phổ nhóm chất Nguồn tài liệu: luận văn, luận án báo đăng tạp chí khoa học chuyên ngành Thư viện ĐH Vinh, mạng internet Nộp cộng điểm thường kỳ Dr Hoa Du -Nguyen 138 ... Giáo dục, 1999 [2] Nguyễn Đình Triệu Các phương pháp vật lý ứng dụng hoá học Nxb ĐHQG Hà Nội, 2003 [3] Vũ Đăng Độ Các phương pháp vật lý hoá học Nxb ĐHQG Hà Nội, 2004 [4] Hollas Morden Spectroscopy,... vài phương pháp khác Dr Hoa Du -Nguyen Học liệu [1] Nguyễn Hữu Đỉnh, Trần Thị Đà Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử Nxb Giáo dục, 1999 [2] Nguyễn Đình Triệu Các phương pháp. .. phân tích đại lượng vật lý hệ hoá học để thu thơng tin cần thiết cấu tạo, tính chất chất Tính chất quang, điện, từ, khối lượng, nhiệt lượng, nhiệt độ, … Dr Hoa Du -Nguyen CÁC NỘI DUNG CHÍNH