3. PHỔ IR VÀ PHỔ UV-VIS 1 Phổ IR
3.2. Phổ UV-VIS
Phổ tử ngoại và khả kiến, viết tắt là UV-VIS (ultraviolet-Visible) là phương pháp phân tích được sử dụng rộng rãi từ lâu.
Vùng sóng: Tử ngoại (UV) 200 – 400nm Khả kiến (VIS) 400 – 800 nm
Phổ tử ngoại và khả kiến của các chất hữu cơ gắn liền với bước chuyển electron giữa mức năng lượng electron trong phân tử khi các electron chuyển từ các obitan liên kết hoặc không liên kết lên các obitan phản liên kết có mức năng lượng cao hơn, đòi hỏi phải hấp thụ năng lượng từ bên ngoài.
Các electron nằm ở obitan liên kết nhảy lên obitan phản liên kết * có mức năng lượng cao nhất, ứng với bước sóng 120 – 150 nm, nằm ở vùng tử
ngoại xa. Các electron và các electron p (cặp electron tự do) nhảy lên obitan phản liên kết * có mức năng lượng lớn hơn, ứng với bước sóng nằm trong vùng tử ngoại 200 – 400 nm hay vùng khả kiến 400 – 800 nm tùy theo mạch liên hợp của phân tử.
Phổ tử ngoại và khả kiến liên quan chặt chẽ đến cấu tạo, nối đôi liên hợp và vòng thơm. Được ứng dụng rộng rãi.
Ở điều kiện bình thường, các electron trong phân tử nằm ở trạng thái cơ bản,khi có ánh sáng kích thích với tần số thích hợp thì các electron này sẽ hấp thụ năng lượng và chuyển lên các trạng thái kích thích có mức năng lượng cao hơn. Theo cơ học lượng tử, ở trạng thái cơ bản các electron được sắp đầy vào các obitan liên kết
, hay n có mức năng lượng thấp, khi bị kích thích sẽ chuyển lên các mức năng lượng cao hơn:
** * *, * n σ σ π π π σ → → →
Hiệu số mức năng lượng giữa hai obitan chính là năng lượng hấp thụ từ nguồn sáng kích thích từ bên ngoài.
Bước chuyển dời năng lượng (nm) Năng lượng kích thích (E, kcal/mol) * 120 230 * 160 184 n * 180 162 n * 280 82
Hiệu số giữa các mức năng lượng này khác nhau. Vì:
hc
E hυ
λ
∆ = = (I-64)
Do đó chiều dài bước sóng của các cực đại hấp thụ sẽ ngược lại:
* * n * n *
σ σ π π σ π
λ → 〈λ → 〈λ → 〈λ →
Thông thường trong quá trình kích thích electron có kèm theo quá trình quay và dao động của phân tử, do đó năng lượng chung của hệ phân tử bằng tổng năng lượng của các quá trình trên:
E =Eq + Ed + Ee (I-65)
Trong đó: Ee năng lượng kích thích electron.
Eq năng lượng quay
Bước nhảy năng lượng đối với sự kích thích electron lớn hơn bước nhảy năng lượng đối với sự dao động và lớn hơn bước nhảy năng lượng ứng với sự quay phân tử:
Ee >> Ed >> Eq
Chương II