Người ta nói phổ hồng ngoại là phương pháp phổ cho kết quả tương đối độc lập. Giá trị phổ không chịu tác động của các yếu tố đo cũng như các yếu tố cấu trúc phân tử. Theo chúng em, nhận định này là không đúng. Sau đây chúng em xin trình bày khái quát về phương pháp phân tích phổ hồng ngoại và một số yếu tố ảnh hưởng tới giá trị phổ trong phương pháp. 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 dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học cũng như trong kiểm tra công nghiệp, phương pháp này cũng có những hạn chế nhất định: Bằng phương 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.
Câu 7: LOGO Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị phổ hồng ngoại GVHD: TS Tống Thị Thanh Hương Nhóm 6: Võ Văn Hậu Bùi Quang Huy Lương Văn Thắng Người ta nói phổ hồng ngoại phương pháp phổ cho kết tương đối độc lập Giá trị phổ không chịu tác động yếu tố đo yếu tố cấu trúc phân tử Theo chúng em, nhận định không Sau chúng em xin trình bày khái quát phương pháp phân tích phổ hồng ngoại số yếu tố ảnh hưởng tới giá trị phổ phương pháp Lý thuyết chung Phổ hấp thu hồng ngoại phổ dao động quay hấp thu xạ hồng ngoại chuyển động dao động chuyển động quay bị kích thích Bức xạ hồng ngoại có độdài sóng từ 0,8 đến 1000µm Tất dao động phân tử hữu hấp thụ IR? Phân tử hấp thụ xạ hồng ngoại Độ dài sóng xác xạ Một phân tử hấp thụ xạ hồng ngoại tần số dao động tự nhiên phần phân tử (tức nguyên tử hay nhóm nguyên tử tạo thành phân tử đó) tần số xạ tới Lưỡng cực điện Một phân tử hấp thụ xạ hồng ngoại hấp thụ gây nên biến thiên momen lưỡng cực chúng Ví dụ: Bốn nguyên tử Hidro CH4 dao động cách đối xứng CH4 không hấp thụ lượng IR Dao động đối xứng nối đôi C=C C2H4 nối ba C≡C C2H2 không hấp thụ lượng IR Vùng xạ hồng ngoại (IR) vùng phổ xạ điện từ rộng nằm vùng trông thấy vùng vi ba; vùng chia thành vùng nhỏ: - 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) Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại nói vùng phổ nằm vùng có số sóng 4000 - 400 cm-1 Vùng cung cấp cho ta thông tin quan trọng dao động phân tử thông tin cấu trúc phân tử Phổ đồ Mặc dù phương pháp phổ dao động phương pháp hữu hiệu để xác định chất định tính định lượng, ứng dụng rộng rãi nghiên cứu khoa học kiểm tra công nghiệp, phương pháp có hạn chế định: Bằng phương 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 vị trí tương đối nhóm chức khác phân tử Chỉ riêng phổ hồng ngoại chưa thể biết chất nguyên chất hay chất hỗn hợp có trường hợp chất có phổ hồng ngoại giống Khối lượng nguyên tử khác cho tần số đặc trưng khác Ví dụ Nhóm OH có tần số đặc trưng 1600 cm-1 Trong nhóm OD cho tần số đặc trưng 2650cm-1 Tần số đặc trưng số nhóm chức C-H ~3000 cm-1 C-C ~ 1100-900 cm-1 C-Br ~ 600cm-1 Hằng số lực hóa trị: Hằng số lực hóa trị k phụ thuộc vào chất mối liên kết hóa học hai nguyên tử - liên kết bền số lực hóa trị k lớn Khi số lực hai nhóm khác 25% số sóng đặc trưng chúng khác rõ Tỉ lệ số lực C-C : C=C 1:2:3 nên vân hấp thu chúng có số sóng đặc trưng khác xa Sự thay đồng vị: Khi thay nguyên tử nguyên tử đồng vị khác, số lực không thay đổi Tần số đặc trưng nhóm thay đổi phụ thuộc vào khối lượng đồng vị Ví dụ: Khi thay H nhóm C-H D khối lượng thu gọn nhóm tăng gần hai lần Hiệu ứng electron: Ảnh hưởng hiệu ứng electron hợp chất phải xem xét cụ thể hợp chất Thông thường, liên hợp làm giảm bậc liên kết bội tăng bậc liên kết đơn xen liên kết bội Do đó, liên kết bội lên hợp với tần số chúng giảm so với chúng vị trí không liên hợp Yếu tố không gian: Các đồng phân cis - trans nhận biết nhờ vân hấp thụ dao động biến dạng mặt phẳng liên kết =CH: đồng phân trans RCH=CHR có vân mạch 980-960 cm-1 đồng phân cis RCH=CHR có vân trung bình 830-685 cm-1 Tương tự, đo phổ hồng ngoại chất đối quang trạng thái rắn có giúp phân biệt đồng phân quang hoạt với biến racemic.Sức căng vòng gây ảnh hưởng đến tần số đặc trưng nhóm Ví dụ: Vân hấp thụ dao động hóa trị (C-H) alkane cycloalkane vòng lớn xuất số sóng 2960-2850cm-1 vân hấp thụ cyclopropane lại xuất vào vùng dao động hóa trị (=C-H) alkene, tức khoảng 3050cm-1 Ảnh hưởng liên kết hydro nội phân tử: Liên kết hydro làm khó khăn cho dao động biến dạng làm tăng tần số dao động biến dạng Vì: Thứ khoảng cách chúng phải nằm giới hạn Thứ hai liên kết hydro nội phân tử bền vững chúng tạo vòng cạnh cạnh Ví dụ: Dao động hóa trị nhóm OH tự (không liên hợp) 3590 -3650 cm-1 Trong dao động hóa trị nhóm OH liên kết (tạo cầu hydro) 3350cm-1 Ảnh hưởng tương tác phân tử: Ở trạng thái khí, phân tử chuyển động tự Tuy nhiên, việc phân tích phổ hồng ngoại chất đo trạng thái không tương tác với nên phổ hồng ngoại chất Ví dụđôi đochất phổphức hồng ngoại polymer kíchthể thước vànhau khối lượng Ởkhí dạng rắn cótạp thểcủa tồn phổ tạicác quay gây dạng ra.(có Chính tinh khác mà người taviệc đo dạng khí phản trung thực lớn nênhồng lực tác phântử làánh đáng kể) hạn đo thường phổ đo tương mẫu ngoại hồng thể ngoại rắn vừa dạng cung rắn, cấp dạng thông lỏng tin vềchẳng cấu DDtrúc phân dạng tử, cấu trúc phân tử polyethylene terephtalate vừa thường gặp phản điều ánhkiện thay thường đổi tương tác phân tử thay đổi mạng tinh thể Ảnh hưởng dung môi: Khi nghiên cứu phổ hồng ngoại chất dung dịch cần phải tính đến chất dung môi nồng độ chất tan Khi pha loãng dung dịch cường độ vạch hấp thụ tham gia liên kết hydro giảm cường độ vạch liên kết hydro tự tăng lên Bản chất dung môi ảnh hưởng đến tần số dao động nhóm không phân cực lại ảnh hưởng lớn đến tần số nhóm phân cực Ví dụ: Khi chuyển từ dung môi sang dung môi khác tần số dao động nhóm C-H ankan, anken, aren, C=C C≡C biến đổi không đáng kể, ngược lại tần số hấp thụ nhóm C-H ankin, OH, NH, C=O lại thay đổi nhiều Tài liệu sử dụng Đề tài Phương pháp phổ hồng ngoại ứng dụng thục phẩm Phân tích hợp chất quang phổ ……… Kết luận Lý thuyết chung Các yếu tố ảnh hưởng Tài liệu sử dụng LOGO Thank You ! [...]... đó dao động hóa trị của nhóm OH liên kết (tạo cầu hydro) là 3350cm-1 2 Ảnh hưởng do tương tác giữa các phân tử: Ở trạng thái khí, các phân tử chuyển động tự do và hầu như Tuy nhiên, việc phân tích phổ hồng ngoại của một chất đo ở trạng thái không tương tác với nhau nên phổ hồng ngoại của một chất Ví dụđôi khi đochất phổphức hồng ngoại của polymer kíchthể thước vànhau khối lượng Ởkhí các dạng khi rất... yếu tố ảnh hưởng Dao động của các nhóm nguyên tử trong phân tử là không hoàn toàn là dao động định vị mà chịu tương tác của các dao động khác trong toàn phân tử Tuy vậy ảnh hưởng của dao động này không lớn lắm khoảng 5%, nhưng trị số và hướng dịch chuyển tần số thì lại có một ý nghĩa quan trọng trong việc phân tích cấu trúc của phân tử Ảnh hưởng do cấu trúc phân tử Ảnh hưởng do tương tác giữa các. .. tác giữa các phân tử do thay đổi mạng tinh thể 3 Ảnh hưởng của dung môi: Khi nghiên cứu phổ hồng ngoại của các chất trong dung dịch cần phải tính đến bản chất của dung môi và nồng độ của chất tan Khi pha loãng dung dịch cường độ của các vạch hấp thụ tham gia liên kết hydro giảm đi còn cường độ của vạch liên kết hydro tự do tăng lên Bản chất của dung môi ít ảnh hưởng đến tần số dao động của các nhóm... hưởng do cấu trúc phân tử Ảnh hưởng do tương tác giữa các phân tử Ảnh hưởng của dung môi Thay đổi tần số đặc trưng nhóm 1 Ảnh hưởng do cấu trúc phân tử: Khối lượng của các nguyên tử tham gia liên kết Hằng số lực hóa trị Sự thay thế đồng vị Hiệu ứng electron Yếu tố không gian Ảnh hưởng của liên kết hydro nội phân tử Khối lượng của các nguyên tử khác nhau cũng sẽ cho tần số đặc trưng khác nhau... lượng Ởkhí các dạng khi rất rắn cótạp thểcủa tồn phổ tạicác quay dưới các gây dạng ra.(có Chính tinh vì vậy khác mà người thì taviệc được đo ở dạng khí phản khá trung thực lớn nênhồng lực tác giữa các phântử làánh rất đáng kể) hạn như đo thường phổ đo tương mẫu ngoại hồng ở thể ngoại rắn ở vừa dạng cung rắn, cấp dạng thông lỏng tin hoặc vềchẳng cấu DDtrúc là các phân dạng tử, cấu trúc phân tử polyethylene... phẳng của các liên kết =CH: đồng phân trans RCH=CHR có một vân mạch ở 980-960 cm-1 còn đồng phân cis RCH=CHR có một vân trung bình ở 830-685 cm-1 Tương tự, khi đo phổ hồng ngoại của các chất đối quang ở trạng thái rắn có giúp phân biệt được đồng phân quang hoạt với biến thế racemic.Sức căng của vòng cũng gây ảnh hưởng đến tần số đặc trưng nhóm Ví dụ: Vân hấp thụ do dao động hóa trị (C-H) của các alkane... lại ảnh hưởng rất lớn đến tần số của các nhóm phân cực Ví dụ: Khi chuyển từ dung môi này sang dung môi khác tần số dao động của các nhóm C-H ankan, anken, aren, C=C hoặc C≡C biến đổi không đáng kể, ngược lại tần số hấp thụ của các nhóm C-H ankin, OH, NH, C=O lại thay đổi rất nhiều Tài liệu sử dụng Đề tài Phương pháp phổ hồng ngoại và ứng dụng trong thục phẩm Phân tích hợp chất bằng quang phổ. .. lần Hiệu ứng electron: Ảnh hưởng do hiệu ứng electron trên các hợp chất phải được xem xét cụ thể đối với từng hợp chất Thông thường, sự liên hợp làm giảm bậc của liên kết bội và tăng bậc của liên kết đơn xen giữa các liên kết bội Do đó, khi các liên kết bội lên hợp với nhau thì tần số của chúng đều giảm so với khi chúng ở vị trí không liên hợp Yếu tố không gian: Các đồng phân cis - trans... của dao động hóa trị (=C-H) của alkene, tức khoảng 3050cm-1 Ảnh hưởng của liên kết hydro nội phân tử: Liên kết hydro làm khó khăn cho dao động biến dạng cho nên làm tăng tần số của dao động biến dạng Vì: Thứ nhất khoảng cách giữa chúng phải nằm trong giới hạn nào đó Thứ hai liên kết hydro nội phân tử sẽ bền vững hơn khi chúng tạo ra vòng 5 cạnh hoặc 6 cạnh Ví dụ: Dao động hóa trị của nhóm OH... C-H ankin, OH, NH, C=O lại thay đổi rất nhiều Tài liệu sử dụng Đề tài Phương pháp phổ hồng ngoại và ứng dụng trong thục phẩm Phân tích hợp chất bằng quang phổ ……… Kết luận Lý thuyết chung Các yếu tố ảnh hưởng Tài liệu sử dụng LOGO Thank You ! ... quát phương pháp phân tích phổ hồng ngoại số yếu tố ảnh hưởng tới giá trị phổ phương pháp Lý thuyết chung Phổ hấp thu hồng ngoại phổ dao động quay hấp thu xạ hồng ngoại chuyển động dao động...Người ta nói phổ hồng ngoại phương pháp phổ cho kết tương đối độc lập Giá trị phổ không chịu tác động yếu tố đo yếu tố cấu trúc phân tử Theo chúng em, nhận định... tích phổ hồng ngoại chất đo trạng thái không tương tác với nên phổ hồng ngoại chất Ví dụđôi đochất phổphức hồng ngoại polymer kíchthể thước vànhau khối lượng Ởkhí dạng rắn cótạp thểcủa tồn phổ