(Utraviolet – Visible spectro UV – Vis)
Phương pháp này dựa trên bước nhảy của electron từ obitan có mức năng lượng thấp lên obitan có mức năng lượng cao khi bị kích thích bằng các tia bức xạ trong vùng quang phổ tử ngoại và khả kiến có bước sóng nằm trong khoảng 200 – 800 nm. Theo cơ học lượng tử quỹ đạo electron của các phân tử được chia thành:
n: Obitan không liên kết σ, п: Obitan liên kết
σ*,п*: Obitan phản liên kết.
Mỗi bước chuyển năng lượng (ΔE) tương ứng với sự hấp thụ các tia sáng có bước sóng λ khác nhau. Trong phổ UV-Vis, bước sóng thường được biểu diễn bằng đơn vị độ dài nanomet (nm).
ΔE = hc/ λ Trong đó:
h – Hằng số Planck, h = 6,625.10-34J.s c – Vận tốc ánh sáng, c = 3.1010cm/s.
Hình 2.4. Các bước chuyển dịch năng lượng
Khi bức xạ tương tác với vật chất, các quá trình xảy ra bao gồm phản xạ, tán xạ, hấp thụ, huỳnh quang và phát quang, phản ứng quang hoá (hấp thụ và bẻ gãy liên kết). Trong nghiên cứu phổ UV – Vis thì chỉ quan tâm đến quá trình hấp thụ xảy ra. Ánh sáng là một dạng năng lượng. Sự hấp thụ ánh sáng gây ra sự tăng năng lượng của phân tử (nguyên tử). Năng lượng toàn bộ của phân tử được biểu diễn như là tổng số của năng lượng điện tử, dao động, quay:
Etoàn bộ = Eđiện tử + Edao động+ Equay
Trong một số phân tử hay nguyên tử, các photon của ánh sáng UV - Vis có đủ năng lượng gây ra sự chuyển dịch giữa các mức năng lượng điện tử khác nhau. Bước sóng của ánh sáng hấp thụ là bước sóng có đủ năng lượng đòi hỏi để tạo ra bước nhảy của một điện tử từ mức năng lượng thấp đến mức năng lượng cao hơn. Các bước nhảy này tạo ra dải hấp thụ tại các bước sóng đặc trưng ở các mức năng lượng của các dạng hấp thụ.
Đây là phương pháp dùng để xác định các chất khác nhau và trạng thái tồn tại của chúng.
Thực nghiệm: Vật liệu tổng hợp được đo bằng máy quang phổ
Shimadzu UV–2200A, bước sóng = 250 – 650nm ở 295K. Năng lượng n П* σ* П σ n→n* П→п* n→σ* п→σ* σ→п * σ→σ*