Phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis rắn

Chương 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất và dụng cụ

2.3.6.Phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis rắn

Nguyên lý của phương pháp này dựa trên cơ sở phổ hấp thu electron từ vùng tử ngoại và khả kiến.

Năng lượng của phân tử là: E = Eelectron + Edao động + Equay

Khi đó, sự biến thiên năng lượng của phân tử:

Trong đó, biến thiên của năng lượng electron luôn luôn lớn hơn biến thiên năng lượng dao động (khoảng 10 đến 100 lần). Biến thiên của năng lượng dao động lớn hơn biến thiên năng lượng quay rất nhiều (khoảng 100 đến 1000 lần).

Tần số của những lượng tử năng lượng phát ra hay hấp thu có những biến thiên năng lượng đó luôn luôn tính theo điều kiện tần số của Bo:

∆E = hν

Muốn kích thích electron, năng lượng cung cấp cần phải đủ lớn. Năng lượng đó vào khoảng hàng chục đến hàng trăm kcal/mol. Năng lượng này ứng với bức xạ thuộc vùng khả kiến hoặc tử ngoại. Nếu phân tử hấp thu các bức xạ có năng lượng lớn hơn năng lượng tử ngoại hoặc khả kiến thì năng lượng electron của chúng sẽ bị thay đổi. Tuy nhiên, đồng thời với sự thay đổi trạng thái electron luôn có sự thay đổi trạng thái quay và trạng thái dao động nên ta sẽ thu được đám vạch với tần số

ν = νelectron + νdao động + νquay

Phổ thu được trong trường hợp này được gọi là phổ hấp thu electron hay cũng được gọi là phổ tử ngoại khả kiến.

Ngoài ra, thông qua kết quả phân tích phổ hấp thu ánh sáng UV-Vis của các mẫu chất rắn có thể xác định bước sóng mà ở đó có sự dịch chuyển từ vùng hấp thụ mạnh sang vùng không hấp thụ ánh sáng UV-Vis. Nguyên tắc của phương pháp này là xác định giao điểm của hai tiếp tuyến với hai phần đồ thị biểu diễn độ hấp thu ánh sáng của vật liệu trong vùng hấp thu mạnh sang vùng không hấp thu ánh sáng. Từ kết quả xác định bước sóng chuyển của vùng hấp thụ ta có thể xác định năng lượng vùng cấm Eg của vật liệu theo công thức:

Eg = 1239,9/λ

Trong đó: λ là bước sóng chuyển vùng hấp thu của vật liệu.