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  ςαι τρ∫ χ α χ〈χ ΠΠςΛ ι ϖ ι Ηο〈 η χ:ủ đố ớ ọ  Không thể thiếu được  Cho nhiều thông tin quan trọng về cấu trúc, thành phần, tính chất  Công cụ phân tích đa năng/ không thể thay thế.  Ιτ ισ τηε κεψ το:  Molecular structure determination and identification  Measuring the physical properties of molecules (e.g. bond strength, mass, charge dipoles, electronic structure) Dr. Hoa Du -Nguyen 3 Khái niệm các PPVL  Σ δ νγ χ〈χ πηπ ο λ νγ ϖ◊ πην τχη νη νγ ι λ νγ ϖ τ λ χ α η ηο〈 η χ ử ụ đ ườ ữ đạ ượ ậ ủ ệ ọ để τηυ χ τηνγ τιν χ ν τηι τ ϖ χ υ τ ο, τνη χη τ χ〈χ χη τ.đượ ầ ế ề ấ ạ ấ ấ  Τνη χη τ θυανγ, ι ν, τ , κη ι λ νγ, νηι τ λ νγ, νηι τ , … ấ đ ệ ừ ố ượ ệ ượ ệ độ  Dr. Hoa Du -Nguyen 4 CÁC NỘI DUNG CHÍNH  Χη νγ 1. ι χ νγ ϖ θυανγ πηươ Đạ ươ ề ổ  Χη νγ 2. Θυανγ πη η νγ νγο ιươ ổ ồ ạ  Χη  νγ 3. Θυανγ πη Υς−ϖισ  Χη νγ 4. Πη νηι υ ξ Ρ νγηενươ ổ ễ ạ ơ  Χη  νγ 5. Πη νγυψν τ  Χη  νγ 6. Πη ΝΜΡ  Χη  νγ 7. Πη κη ι λ  νγ  Χη  νγ 8. Μ τ ϖ◊ι πη  νγ πη〈π κη〈χ Dr. Hoa Du -Nguyen 5 Học liệu  [1] Νγυψ ν Η υ νη, Τρ ν Τη ◊ễ ữ Đỉ ầ ị Đ . νγ δ νγ µ τ σ πη νγ πη〈π πη νγηιν χ υ χ υ Ứ ụ ộ ố ươ ổ ứ ấ τρχ πην τ . Νξβ Γι〈ο δ χ, 1999.  [2] Νγυψ ν  νη Τρι υ. Χ〈χ πη  νγ πη〈π ϖ τ λ  νγ δ νγ τρονγ ηο〈 η χ. Νξβ  ΗΘΓ Η◊ Ν ι, 2003.  [3] ς νγ . Χ〈χ πη νγ πη〈π ϖ τ λ τρονγ ηο〈 η χ. Νξβ ΗΘΓ Η◊ Ν ι, 2004.ũ Đă Độ ươ ậ ọ Đ ộ  [4] Ηολλασ. Μορδεν Σπεχτροσχοπψ, Ωιλεψ, 2004.  [5] Βαρβαρα Στυαρτ. Μοδερν Ινφραρεδ Σπεχτροσχοπψ. ϑοην Ωιλεψ & Σονσ, 1996 Dr. Hoa Du -Nguyen 6 Chương 1. Đại cương về quang phổ  Β ν χη τ β χ ξ ι ν τả ấ ứ ạ đ ệ ừ  Σ τ νγ τ〈χ χ α β χ ξ ι ν τ ϖ ι ϖ τ χη τ.ự ươ ủ ứ ạ đ ệ ừ ớ ậ ấ    νη λυ τ η π τη 〈νη σ〈νγ  Θυψ τ χ χη ν λ χ ắ ọ ọ  Χ〈χ λο ι θυανγ πη  χ τρ5 26 χ α [1]–Đọ ủ Dr. Hoa Du -Nguyen 7 1.1. Bản chất của bức xạ điện từ  ι ν τρ  νγ Ε; Τ τρ  νγ Β Χηι υ  ι β χ ξ : Κ; Β  χ σ⌠νγ λ Dr. Hoa Du -Nguyen 8 Các vùng phổ bức xạ điện từ Dr. Hoa Du -Nguyen 9 Các đặc trưng của bức xạ điện từ  ε = η.ν = η.χ/λ ϖ ι ν = χ/λ h = 6,626.10 −27 erg.s = 6,626.10 −34 J.s  ν ’ = 1/λ σ σ⌠νγ (cm −1 , m −1 )  1εργ = 10 −7 ϑ = 2,3884.10 −8 χαλ = 0,624.10 12 ες  1ες = 1,60217.10 −19 ϑ = 1,60217.10 −12 εργ  1µ = 10 2 χµ = 10 6 µµ = 10 9 νµ = 10 10 ⊕  λ χ◊νγ νη ỏ  ε χ◊νγ λ ν  ν χ◊νγ λ ν  ε χ◊νγ λ ν Dr. Hoa Du -Nguyen 10 Bài tập  Τνη ν νγ λ νγ χ α β χ ξ χ⌠ β χ σ⌠νγ ă ượ ủ ứ ạ ướ λ = 510νµ ρα ν ϖ εργ, ϑ/µολ, χαλ/µολ.đơ ị  Γι ι:ả + 510νµ = 5,1.10 −7 µ. + ε = η.χ/λ = 6,626.10 −34 .3.10 8 /5,1.10 −7 = 3,89.10 −19 ϑ = 3,89.10 −12 εργ = 23,46.10 4 ϑ/µολ= 234,6 κϑ/µολ = 56κχαλ/µολ [...]... ∆Eel j2 j1 ∆Eq j0 Các mức quay Các trạng thái dao động ν0 Trạng thái electron cơ bản Hình 6 Sơ đồ các mức năng lượng và bước chuyển mức năng lượng Dr Hoa Du -Nguyen 16 Trạng thái singlet và triplet Trạng thái cơ bản S0 Trạng thái kích thích singlet S1 Trạng thái kích thích triplet T1 ψ4 Orbital phản liên kết ψ3 ψ2 E Orbital liên kết ψ1 Hình 7 Cấu hình electron của trạng thái cơ bản và các trạng thái kích... 25 Phổ UV-vis của [CrCl(NH3)5]2+ Dr Hoa Du -Nguyen 26 Dr Hoa Du -Nguyen 27 1.6 Các loại quang phổ  Νηι υ λο ι θυανγ πη , πη®ν λο ι κη〈χ νηαυ:  Phổ nguyên tử, phổ phân tử  Phổ phát xạ, phổ hấp thụ, phổ nhiễu xạ, phổ cộng hưởng, phổ tán xạ  Phổ vi sóng, phổ IR, UV-Vis, X, gamma Dr Hoa Du -Nguyen 28 Các loại quang phổ ở các vùng bức xạ khác nhau Dr Hoa Du -Nguyen 29 Phân loại phổ theo nguồn gốc  ... 1.1 – 1.4 τρ25 [1] Dr Hoa Du -Nguyen ι 11 1.2 Sự tương tác của bức xạ điện từ với vật chất Hấp thụ Bức xạ Mẫu chất Khuếch tán Truyền qua Dr Hoa Du -Nguyen 12 Thay đổi năng lượng của phân tử   Ε = Εελ + Εδ ∆Ε = ∆Εελ + ∆Εδ + Εθ + ∆Εθ ϖ ι ∆Ε = η.ν  ∆Εελ > ∆Εδ > ∆Εθ Dr Hoa Du -Nguyen 13 Sự tương tác của bức xạ điện từ với vật chất  1/ Πη®ν τ η π τη χ〈χ λ ν νγ λ νγ χ α πη®ν τ νγ τ β χ ξ ν νγ λ νγ ην... χ〈χ β◊ι τậπ τừ 1.5 – 1.7 τρ25 [1] Dr Hoa Du -Nguyen 32 Chương 2 Phổ hồng ngoại IR    Χ σ λ τηυψ τ Κỹ τηυậτ τηựχ νγηιệµ χ πη ΙΡ  Đọc Ch2 tr27 – 98 [1]  Làm các bài tập 2.1 – 2.4 tr99, giải một số phổ IR Dr Hoa Du -Nguyen 33 2.1 Cơ sở lý thuyết     Θυανγ πη θυαψ Θυανγ πη δαο νγ Χ〈χ κιểυ δαο độνγ ϖ◊ σố δαο độνγ χηυẩν χủα πη®ν τử Χ νγ δ ι πη ΙΡ Dr Hoa Du -Nguyen 34 2.1.1 Quang phổ quay   r0 . CÁC PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ TRONG HOÁ HỌC Dr. Nguyễn Hoa Du Faculty of Chemistry, Vinh University Dr. Hoa Du -Nguyen. Du -Nguyen 16 Hình 6. Sơ đồ các mức năng lượng và bước chuyển mức năng lượng Trạng thái electron kích thích Trạng thái electron cơ bản Các trạng thái dao động Các mức quay ν 0 ν 1 j 0 j 1 j 2 j’ 0 j’ 1 j’ 2 ∆E el ∆E dđ ∆E q Dr Τ τρ  νγ Β Χηι υ  ι β χ ξ : Κ; Β  χ σ⌠νγ λ Dr. Hoa Du -Nguyen 8 Các vùng phổ bức xạ điện từ Dr. Hoa Du -Nguyen 9 Các đặc trưng của bức xạ điện từ  ε = η.ν = η.χ/λ ϖ ι ν = χ/λ h = 6,626.10 −27