Chƣơng 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.5. Một số phương pháp nghiên cứu phức chất rắn
1.5.1. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại [2]
Phổ hấp thụ hồng ngoại là phương pháp vật lý hiện đại cho nhiều thông tin quan trọng về thành phần và cấu tạo của phức chất.
Cơ sở của phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại là: chiếu mẫu nghiên cứu bằng bức xạ hồng ngoại có thể làm dịch chuyển mức năng lượng dao động quay của các phân tử. Mỗi nhóm nguyên tử trong phân tử được đặc trưng bằng một số dải hấp thụ nhất định trong phổ hồng ngoại. Do ảnh hưởng của các nhóm khác nhau trong phân tử, các dải hấp thụ thuộc nhóm đang xét sẽ bị dịch chuyển về vị trí hay thay đổi về cường độ. Dựa trên chiều hướng dịch chuyển, mức độ thay đổi vị trí các dải hấp thụ có thể thu được những thơng tin quan trọng về cấu tạo của các hợp chất.
Khi phối tử tham gia vào cầu phối trí của phức chất thì phổ hấp thụ hồng ngoại của chúng bị thay đổi, sự thay đổi này có liên quan đến sự thay đổi kiểu liên kết giữa ion kim loại và phối tử. Để phát hiện kiểu thay đổi đó, người ta so sánh phổ hấp thụ hồng ngoại của những hợp chất chứa phối tử mà các dạng liên kết trong những hợp chất này đã được xác định rõ. Việc nghiên cứu phức chất bằng phương pháp này còn cho biết kiểu liên kết trong phức chất.
Việc gán ghép các dải hấp thụ được thực hiện trên cơ sở tính tốn các dao động chuẩn (đối xứng hoặc bất đối xứng) của các nhóm nguyên tử. Tra bảng các tần số đặc trưng trong tài liệu tra cứu, chúng ta nhận biết được các nhóm nguyên tử hoặc các nhóm đặc trưng trong phân tử hợp chất nghiên cứu.
Một vài tần số đặc trưng của một số liên kết trong hợp chất:
Các tần số νN-H và δN-H: các dải dao động hóa trị của liên kết N-H trong phổ của các amin nằm trong vùng 3500÷3300 cm-1, các dao động biến dạng (δN-H) nằm trong vùng 1600 cm-1.
Các tần số νO-H và δO-H: nước kết tinh hấp thụ ở 3500÷3200 cm-1 (νO-H) và ở 1630÷1600 cm-1 (δO-H). Ion hydroxyl được đặc trưng bằng dải phổ hẹp ở vùng 3750÷3500 cm-1, dải này rõ nét và có tần số cao hơn so với νO-H của nước.
Các tần số νC=O, νas,COO- và νs,COO-: trong các phổ của axit cacboxylic và các muối của chúng các tần số νC=O, νas,COO- và νs,COO- có tính đặc thù cao: đặc trưng cho nhóm -COOH là các dải hấp thụ mạnh trong vùng 1750÷1700 cm-1 (νC=O), cho nhóm COO- là 1590÷1570 cm-1 (νas,COO-) và 1420÷1400 cm-1 (νs,COO-). Trong phổ của các aminoaxit có cấu tạo lưỡng cực νas,COO- nằm ở 1630÷1600 cm-1
cịn νs,COO- nằm ở 1415÷1400 cm-1.
Các tần số νM-N và νM-O (với M là ion kim loại): khi có sự tạo phức giữa ion kim loại và phối tử sẽ xuất hiện trong phổ những dải hấp thụ ứng với dao động hóa trị của chúng. Do khối lượng nguyên tử của kim loại tương đối lớn và độ bền liên kết phối trí của các nguyên tố đất hiếm khá nhỏ, nên dải hấp thụ dao động hóa trị kim loại-phối tử (νM-N và νM-O) xuất hiện ở vùng tần số thấp, khoảng 300÷600 cm-1
. Khi có mặt đồng thời các liên kết M-N và M-O trong một phức chất, việc quy kết các dải hấp thụ trở nên phức tạp, bởi vì với mỗi cấu tử có cấu trúc khác nhau, tần số dao động của các liên kết đó bị thay đổi khá nhiều [2].
Việc phân tích phổ hồng ngoại của các phức aminoaxit với kim loại không phải dễ dàng. Bởi sự hấp thụ của nhóm amin bị xen phủ bởi sự hấp thụ của nhóm nước kết tinh, còn tần số dao động của nhóm - COO-
hưởng của sự tạo phức mà còn chịu ảnh hưởng của liên kết hiđro giữa nhóm -C=O với nhóm -NH2 của phân tử khác. Mặt khác tần số dao động bất đối xứng của nhóm - COO- và tần số dao động biến dạng của nhóm NH2 trong phức của amino axit cùng nằm trong vùng gần 1600 cm-1
càng làm khó khăn cho việc qui gán các tần số hấp thụ. Do đó việc gán các dải hấp thụ cho các dao động xác định nhiều khi chưa thống nhất [5].