Phổ hồng ngoại

Ch ng1.PH H NG NGO Iươ Ổ Ồ Ạ Infrared (IR) spectroscopy 1. C s lý thuy t:ơ ở ế Năng l ng l ng t (c a photon ánh sáng) đ c xác đ nh b i ượ ượ ử ủ ượ ị ở công th c sau đây:ứ h: h ng s Planck, 6.6 x 10ằ ố -34 (J/s) c: t c đ c a ánh sáng trong chân không, 3 x 10ố ộ ủ 10 (m/s) λ : b c sóng (m)ướ ν : t n s (sầ ố -1 ho c Hz)ặ Thông th ng thì đ n v c a b c sóng đ c s d ng trong ph h ng ườ ơ ị ủ ướ ượ ử ụ ổ ồ ngo i là µm ( 1 µm = 10ạ - 4 cm) và thay cho t n s (Hz), ng i ta s d ng đ n ầ ố ườ ử ụ ơ v là s sóng:ị ố 3. K t qu đ c bi u di n b ng đ th c a hàm s năng l ng ế ả ượ ễ ễ ằ ồ ị ủ ố ượ sóng đi n t đi qua ph thu c vào b c sóng.Tr c hoành bi u ệ ừ ụ ộ ướ ụ ễ di n b c sóng v i đ ng n m ngang trên đ n v là ễ ướ ớ ườ ằ ở ơ ị µm; đ ng ườ n m ngang d i đ n v là s sóng (ằ ở ướ ơ ị ố cm -1 ), tr c tung là h s h p ụ ệ ố ấ th sóng đi n t có đ n v là %.ụ ệ ừ ơ ị 1. Khi phân t h p ch t h u c “va ch m” v i chùm sóng đi n t s ử ợ ấ ữ ơ ạ ớ ệ ừ ẽ h p thu m t năng l ng t ng ng v i b c sóng xác đ nh nào đó ấ ộ ượ ươ ứ ớ ướ ị c a tia t i và không h p thu các chùm tia có b c sóng khác. ủ ớ ấ ướ 2. N u ta chi u m u ch t h u c ế ế ẫ ấ ữ ơ m t sóng đi n t v i các b c sóng ộ ệ ừ ớ ướ khác nhau và sau đó xác đ nh xem ị b c sóng nào b h p thu, b c ướ ị ấ ướ sóng nào không thì chúng ta s có ẽ đ c m t ph h p thu c a m u đó.ượ ộ ổ ấ ủ ẫ Vùng b c x h ng ngo i (IR) là m t vùng ph b c x đi n t r ng ứ ạ ồ ạ ộ ổ ứ ạ ệ ừ ộ n m gi a vùng trông th y và vùng vi ba; vùng này có th chia thành ằ ữ ấ ể 3 vùng nh :ỏ - Near-IR 400-10 cm -1 (1000- 25 μm) - Mid-IR 4000 - 400 cm-1 (25- 2,5μm) - Far-IR 14000- 4000 cm -1 (2,5 – 0,8μm) Ph ng pháp phân tích ph h ng ngo i nói đây là vùng ph n m ươ ổ ồ ạ ở ổ ằ trong vùng có s sóng ố 4000 - 400 cm-1. Vùng này cung c p cho ta nh ng thông tin quan tr ng v các dao ấ ữ ọ ề đ ng c a các phân t do đó là các thông tin v c u trúc c a các ộ ủ ử ề ấ ủ phân t ử Đi u ki n h p th b c x h ng ngo i:ề ệ ấ ụ ứ ạ ồ ạ Đ có th h p th b c x h ng ngo i, phân t đó ph i đáp ể ể ấ ụ ứ ạ ồ ạ ử ả ng các yêu c u sau:ứ ầ - Đ dài sóng chính xác c a b c x : m t phân t h p th b c ộ ủ ứ ạ ộ ử ấ ụ ứ x h ng ngo i ch khi nào t n s dao đ ng t nhiên c a m t ạ ồ ạ ỉ ầ ố ộ ự ủ ộ ph n phân t (t c là các nguyên t hay các nhóm nguyên t ầ ử ứ ử ử t o thành phân t đó) cũng là t n s c a b c x t i.ạ ử ầ ố ủ ứ ạ ớ - M t phân t ch h p th b c x h ng ngo i khi nào s h p ộ ử ỉ ấ ụ ứ ạ ồ ạ ự ấ th đó gây nên s bi n thiên momen l ng c c c a chúng.ụ ự ế ưỡ ự ủ L ng c c đi n:ưỡ ự ệ M t phân t ch h p th b c x h ng ngo i khi nào s h p th đó gây nên s ộ ử ỉ ấ ụ ứ ạ ồ ạ ự ấ ụ ự bi n thiên momen l ng c c c a chúng.ế ưỡ ự ủ Khi phân t l ng c c đ c gi trong m t đi n tr ng, tr ng đó s tác d ng các ử ưỡ ự ượ ữ ộ ệ ườ ườ ẽ ụ l c lên các đi n tích trong phân t - Các đi n tích ng c nhau s ch u các l c ự ệ ử ệ ượ ẽ ị ự theo chi u ng c nhau, đi u đó d n đ n s tách bi t 2 c c tăng ho c gi m.ề ượ ề ẫ ế ự ệ ự ặ ả Vì đi n tr ng c a b c x h ng ngo i làm thay đ i đ phân c c c a chúng m t ệ ườ ủ ứ ạ ồ ạ ổ ộ ự ủ ộ cách tu n hoàn, kho ng cách gi a các nguyên t tích đi n c a phân t cũng thay ầ ả ữ ử ệ ủ ử đ i m t cách tu n hoàn.ổ ộ ầ Khi các nguyên t tích đi n này dao đ ng, chúng h p th b c x h ng ngo i.ử ệ ộ ấ ụ ứ ạ ồ ạ N u v n t c dao đ ng c a các nguyên t tích đi n trong phân t l n, s h p th ế ậ ố ộ ủ ử ệ ử ớ ự ấ ụ b c x m nh và s có đám ph h p th m nh, ng c l i n u v n t c dao đ ng ứ ạ ạ ẽ ổ ấ ụ ạ ượ ạ ế ậ ố ộ c a các nguyên t tích đi n trong phân t nh , đám ph h p th h ng ngo i y u.ủ ử ệ ử ỏ ổ ấ ụ ồ ạ ế Theo đi u ki n này thì các ph n t có 2 nguyên t gi ng nhau s không xu t hi n ề ệ ầ ử ử ố ẽ ấ ệ ph dao đ ng. Ví d Oổ ộ ụ 2 , N 2 v.v… không xu t hi n ph h p th h ng ngo i. Đó ấ ệ ổ ấ ụ ồ ạ cũng là m t đi u may m n, n u không ng i ta ph i đu i h t không khí ra kh i ộ ề ắ ế ườ ả ổ ế ỏ máy quang ph k h ng ngo i. ổ ế ồ ạ Tr ng thái dao đ ng c a phân t 2 nguyên t :ạ ộ ủ ử ử Gi s 2 nguyên t A và B tác d ng v i nhau t o thành phân t AB. G i r là ả ử ử ụ ớ ạ ử ọ kho ng cách gi a hai nhân c a nguyên t A và B, r là không ph i không đ i ả ữ ủ ử ả ổ mà nh ng đi u ki n xác đ nh s dao đ ng t giá tr nh nh t rở ữ ề ệ ị ẽ ộ ừ ị ỏ ấ min đ n giá tr ế ị l n nh t rớ ấ max . T rừ min sang r max , r có đi qua giá tr cân b ng r(e), là giá tr có xác ị ằ ị su t l n nh t c a r. Ng i ta nói phân t AB đã th c hi n chuy n đ ng dao ấ ớ ấ ủ ườ ừ ự ệ ể ộ đ ng n i t i .ộ ộ ạ Khi kéo dãn AB ho c nén AB thì s có s thay đ i r cân b ng c a AB tr ng ặ ẽ ự ổ ằ ủ ở ạ thái bình th ng. S chênh l ch r đó g i là ∆r. Lúc đó s xu t hi n 1 l c F kéo ườ ự ệ ọ ẽ ấ ệ ự AB v v trí cân b ng. F g i là l c h i ph c và F t l v i đ d ch chuy n ∆r.ề ị ằ ọ ự ồ ụ ỷ ệ ớ ộ ị ể F = - k. ∆r (k: h ng s l c, dyn/cm)ằ ố ự N u ∆r r t bé, chuy n đ ng dao đ ng là dao đ ng đi u hoà.ế ấ ể ộ ộ ộ ề V m t c h c, có th coi dao đ ng c a 2 v t th A, B nh 1 kh i thu g n có ề ặ ơ ọ ể ộ ủ ậ ể ư ố ọ kh i l ng ố ượ m dao đ ng quanh v trí cân b ng v i t n s dao đ ng riêng là:ộ ị ằ ớ ầ ố ộ Có th minh ho các ki u dao đ ng co giãn liên k t và dao đ ng bi n d ng c a ể ạ ể ộ ế ộ ế ạ ủ phân t n c theo mô hình d i đây :ử ướ ướ Hai nguyên t và liên k t n i chúng v i nhau đ c coi là m t dao đ ng k đ n ử ế ố ớ ượ ộ ộ ế ơ gi n bao g m hai kh i l ng liên k t v i nhau b ng m t lò xo. T đ nh lu t ả ồ ố ượ ế ớ ằ ộ ừ ị ậ Hooke, ta có th nh n đ c ph ng trình sau đây :ể ậ ượ ươ f: h ng s l c liên k t (N i đ n f = 5.10ằ ố ự ế ố ơ 5 dyn/cm; N i đôi f = 10.10ố 5 dyn/cm; N i ba f = 15.10ố 5 dyn/cm) m H = 1 / 6.02.10 23 m C = 12 / 6.02.10 23 [...]... pháp phổ hồng ngoại không cho biết phân tử lượng (trừ trường hợp đặc biệt) -Nói chung phổ hồng ngoại không cung cấp thông tin về các vị trí tương đối của các nhóm chức khác nhau trên một phân tử - Chỉ riêng phổ hồng ngoại thì đôi khi chưa thể biết đó là chất nguyên chất hay chất hỗn hợp vì có trường hợp 2 chất có phổ hồng ngoại giống nhau 1.3 Ứng dụng : 1 Nhận biết các chất - Trước khi ghi phổ hồng ngoại, ...1.2 Tương quan giữa phổ dao động và cấu trúc phân tử Các nhóm chức, nhóm nguyên tử và liên kết trong phân tử có các đám phổ hấp thụ hồng ngoại đặc trưng khác nhau Mặc dù phương pháp phổ dao động là một trong những phương pháp hữu hiệu nhất để xác định các chất về định tính cũng như định lượng, được ứng... mẫu là chất nguyên chất hay hỗn hợp Sau khi ghi phổ hồng ngại, nếu chất nghiên cứu là hợp chất hữu cơ thì trước tiên nghiên cứu vùng dao động co giãn của H để xác định xem mẫu thuộc loại hợp chất vòng thơm hay mạch thẳng hoặc cả hai Sau đó nghiên cứu các vùng tần số nhóm để xác định có hay không có các nhóm chức Trong nhiều trường hựp việc đọc phổ (giải phổ) và tìm các tần số đặc trưng không đủ để nhận