2.Phân tích phổ IR co bai tap

Phổ IR của mỗi hợp chất hóa học là một trong các đặc tính quan trọng của nó, là một phần trong tổng thể bức xạ IR đã bị hấp thụ bởi chất đó và được biểu diễn như một hàm của bước sóng bức xạ hồng ngoại đi qua chất đó. Vùng bức xạ hồng ngoại chiếm dải sóng từ giới hạn vùng khả kiến đến vùng sóng micro, tức từ 0,75m (750nm) đến 300m. Trong phương pháp phổ IR, người ta sử dụng các bức xạ từ 2,5m đến 16m. Các vùng bức xạ sóng ngắn hơn và dài hơn khoảng đó trong vùng hồng ngoại gọi là vùng hồng ngoại gần và hồng ngoại xa. Phổ của các vùng này chứa thông tin giá trị về cấu trúc các chất nhưng chưa được nghiên cứu đầy đủ thậm trí chỉ với phân tích định tính.

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 2.1 Khái niệm phổ hồng ngoại Phổ IR hợp chất hóa học đặc tính quan trọng nó, phần tổng thể xạ IR bị hấp thụ chất biểu diễn hàm bước sóng xạ hồng ngoại qua chất Vùng xạ hồng ngoại chiếm dải sóng từ giới hạn vùng khả kiến đến vùng sóng micro, tức từ 0,75µm (750nm) đến 300µm Trong phương pháp phổ IR, người ta sử dụng xạ từ 2,5µm đến 16µm Các vùng xạ sóng ngắn dài khoảng vùng hồng ngoại gọi vùng hồng ngoại gần hồng ngoại xa Phổ vùng chứa thông tin giá trị cấu trúc chất chưa nghiên cứu đầy đủ trí với phân tích định tính CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Để mô tả đặc trưng xạ hồng ngoại thường sử dụng số sóng cm -1 Vùng phổ IR từ 2,5µm đến 16µm tương ứng với số sóng 4000cm-1 – 625cm-1 Trên đồ thị phổ IR, trục tung độ truyền qua biểu diễn vào % (percent transmition) Độ truyền qua 100% nghĩa mẫu thử không hấp thụ xạ, độ truyền qua 0% tức toàn xạ bị hấp thụ Trên trục hoành đồ thị phổ IR số sóng (cm -1) Vì độ truyền qua 100% đỉnh phổ nên dải hấp thụ phổ IR phần xuống Cường độ dải hấp thụ tương ứng với độ truyền qua: độ truyền qua nhỏ dải hấp thụ lớn CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 2.2 Phổ IR cấu tạo hợp chất hữu 2.2.1 Dao động phân tử phổ hồng ngoại Phân tử cấu tạo từ nguyên tử liên kết với liên kết hóa học Chuyển động nguyên tử liên kết hóa học với tương tự dao động không ngừng bi liên kết với lò xo Chuyển động chúng coi kết cộng lại dao động kéo căng nén Nếu giữ chặt bi chuyển động bi lại theo mô hình dao động điều hòa (dao động tử) Mẫu dao động tử điều hòa CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Với phân tử có nhiều nguyên tử (có nhiều liên kết), dùng mô hình bi gắn lò xò, nguyên tử coi bi treo lò xò, dao động theo hướng x, y, z không gian, dao động gọi dao động hay dao động riêng Tổng số dao động riêng phân tử có N nguyên tử: 3N – phân tử thẳng 3N – phân tử không thẳng CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Khi phân tử bị kích thích xảy trình dao động quay đồng thời, lượng tương ứng trạng thái dao động quay phân tử tính tổng lượng dao động Ed lượng quay Eq Các dao động riêng phân tử kích thích xạ điện từ kích thích có tính lựa chọn: Chỉ dao động làm thay đổi momen lưỡng cực µ phân tử bị kích thích xạ hồng ngoại CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Người ta phân chia dao động riêng thành loại chính: Dao động hóa trị dao động làm thay đổi chiều dài liên kết nguyên tử phân tử không làm thay đổi góc liên kết Dao động biến dạng dao động làm thay đổi góc liên kết không làm thay đổi chiều dài liên kết nguyên tử phân tử Ngoài người ta phân biệt dao động đối xứng bất đối xứng CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Ví dụ: phân tử CO2 thẳng có 3N- = 3.3 – = dao động riêng có dao động hóa trị đối xứng, dao động hóa trị bất đối xứng dao động biến dạng (hình 2.2): dao động hóa trị đối xứng dao động hóa trị bất đối xứng dao động biến dạng + + dao động biến dạng Các dạng dao động riêng phân tử CO2 Hai dao động biến dạng có mức lượng chúng hoàn toàn giống CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Phân tử H2O không thẳng có 3.3 – = dao động riêng gồm dao động hóa trị dao động biến dạng, có mức lượng khác nhau: dao động hóa trị đối xứng dao động biến dạng dao động hóa trị bất đối xứng Các dạng dao động riêng phân tử H2O CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Các dạng dao động của liên kết C-H hợp chất hữu Cắt kéo CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 10 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 70 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 71 72 73 74 75 76 BT1: Xác định CTCT HCHC theo IR et MAS A1 77 A2 78 B1 79 B2 80 C1 81 C2 82 D1 83 D2 84 [...]... determine the type of alcohol - Phenols – 1220 cm-1 - Tertiary alcohols – 1150 cm-1 - Secondary alcohols – 1100 cm-1 - Primary alcohols – 1050 cm-1 28 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 29 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 30 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 31 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) c) Ethers  C-O stretch most important, occurs at 1300-1000... alcohols and esters, so look for O-H or C=O stretches before concluding a compound is an ether 32 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 33 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 34 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) d) Aldehydes  Contains a C=O stretch at: 1740 – 1725 cm-1 for normal aliphatic aldehyde 1700 – 1680 cm-1 for conjugation with double bond 1700 – 1660 cm-1 for conjugation... -1 and 750 cm-1 (second may be masked by hydrocarbon solvent) 24 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR)  Ortho substituted rings give one strong band at 750 cm -1 25 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR)  Meta substituted rings gives bands at 690 cm-1, 780 cm-1, and sometimes a third band of medium intensity at 880 cm-1 26 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR)  Para substituted... all 17 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR)  A monosubstituted alkene gives two strong peaks near 990 and 910 cm -1 18 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR)  A cis 1,2-disibstiuted alkene gives one strong band near 700 cm -1 Note that the C=C stretch is much less intense than for the monosubstituted example 19 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR)  The strength of the C=C... C=O; C≡N thường rất mạnh 13 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 2.2.2.2 Dải hấp thụ đặc trưng trong phổ IR của hợp chất hữu cơ Phổ IR thường xuyên dùng để xác định dạng nhóm chức trong hợp chất hữu cơ a Hiđrocacbon Percent transmittance Ankan CH3 b sp3 C-H s CH2 b Wavenumber (cm-1) 14 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) C-H dd hóa trị 3000 – 2840 cm-1 CH2 dd biến dạng 1465 cm-1... symmetric) 22 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) An symmetric alkyne 23 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Aren  C-H stretch occurs between 3050 and 3010 cm-1  C-H out-of-plane bending occurs at 900 – 690 cm-1(useful for determining type of ring substitution)  C=C stretching often occurs in pairs at 1600 cm-1 and 1475 cm -1  Overtone and combination bands occur between 2000...CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) 2.2.2 Phổ IR của các hợp chất hữu cơ 2.2.2.1 Phổ IR và liên kết hóa học Năng lượng hay tần số dao động không chỉ phụ thuộc vào bản chất các mối liên kết như C–H hoặc C–O … mà còn phụ thuộc tất cả phân tử và môi trường... cm-1 CH2 dd biến dạng 1465 cm-1 , CH3 dd biến dạng CH2 (four or more CH2 groups) rocking at 720 cm-1 1375 cm-1 15 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Note lack of long-chain bend and CH3 bend in above spectrum 16 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Anken =C-H stretch occurs in region of 3095 – 3010 cm-1 (higher wavenumber relative to alkanes) C=C stretch occurs in region of 1670... more intense C=C stretch Note the single large peak at 700 cm-1 (indicates cis isomer) 20 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) The trans isomer – less intense C=C stretch than cis isomer Note the band near 970 cm–1 (indicates trans isomer) 21 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) Ankin C H stretching frequency is approximately 3300 cm -1(still higher than for alkanes  or alkenes)  C... PHÁP PHỔ HỒNG NGOẠI (PHỔ IR) b) Ancool và phenol  Hydrogen-bonded O-H stretching occurs as a very broad and intense peak at 34003300 cm-1  Free O-H stretching (only observed when dilute) occurs at 3600 – 3650 cm-1  C-O-H bending - a broad and weak peak at 1550-1220 cm-1  C-O stretching occurs in range 1260 – 1000 cm-1 The position of the C-O stretch can be used to determine the type of alcohol