4. Nhiệm vụ của đề tài :
2.2.3Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại
2.2.3.1 Cơ sở lý thuyết.
- Khái niệm: Khi chiếu chùm ánh sáng hồng ngoại
_
-1
( υ = 50 -1000 cm ) vào chất phân tích, phân tử hấp thụ một phần năng lƣợng của chùm ánh sáng làm cho phân tử và các nhóm nguyên tử quay và dao động. Sự hấp thụ năng lƣợng bức xạ bởi phân tử này đƣợc ghi lại cho ta phổ dao động quay hay phổ hồng ngoại.
- Phổ hồng ngoại thu đƣợc do sự dao động của các liên kết cộng hóa trị của phân tử dƣới tác dụng của ánh sáng hồng ngoại. Tuy nhiên dao động ở các phân tử nhiều nguyên tử rất phức tạp. Vì vậy ngƣời ta thƣờng chia một dao động phức tạp thành một số hữu hạn các dao động đơn giản gọi là dao động cơ bản. Ngƣời ta chia dao động thành 3 loại: dao động hóa trị (gồm dao động hóa trị đối xứng và dao động hóa trị không đối xứng) và dao động biến dạng. Mỗi dao động của mỗi liên kết hóa học thể hiện ở một tần số khác nhau, đặc trƣng cho liên kết.
38
*Qui tắc chọn lọc
- Muốn hấp thụ bức xạ hồng ngoại thì dao động của phân tử phải làm thay đổi một cách có chu kỳ momen lƣỡng cực của phân tử.
*Đặc điểm của phổ hồng ngoại.
- Phổ hồng ngoại thƣờng đƣợc ghi dƣới dạng đƣờng cong sự phụ thuộc của phần trăm truyền qua ( T =
o I
.100%
I ) hoặc lg Io
I vào số sóng (cm-1). Trong đó Io là cƣờng độ chùm sáng ban đầu, I là cƣờng độ chùm sáng sau khi bị hấp thụ bởi chất phân tích. Các vân phổ hồng ngoại nhìn chung là mảnh và nhọn. Cƣờng độ các vân phổ đƣợc đánh giá qua diện tích vân phổ và chỉ đánh giá định tính với 3 mức độ: mạnh (m), trung bình (tb), yếu (y). Những vân phổ có độ truyền qua càng nhỏ thì cƣờng độ càng lớn.* Dao động nhóm và tần số dao động nhóm:
- Phân tử càng phức tạp, số lƣợng các dao động càng lớn, việc qui kết, giải thích các vân phổ càng khó khăn; không những thế các dao động còn tƣơng tác lẫn nhau và làm biến đổi lẫn nhau. Vì vậy, để bớt phức tạp ngƣời ta sử dụng khái niệm “ tần số dao động nhóm” bằng cách xem một vài dao động của các liên kết riêng rẽ hoặc các nhóm chức là độc lập với các dao động khác trong phân tử gọi là các dao động định vị. Theo quan niệm này, những nhóm nguyên tử giống nhau trong các phân tử khác nhau sẽ có những dao động định vị thể hiện ở những khoảng tần số giống nhau gọi là tân số đặc trƣng nhóm.
Tùy thuộc vào đặc điểm của các liên kết hóa học mà các nguyên tử, nhóm nguyên tử dao động ở những vùng có tần số khác nhau, cƣờng độ các vân phổ cũng có đặc điểm riêng. Dựa vào hình dáng, cƣờng độ và tần số của các vân phổ mà chúng ta có thể qui kết các nhóm chức, các liên kết có trong phân tử chất nghiên cứu. Vì vậy khi phân tích phổ hồng ngoại, cần phải xem
39
xét đồng thời các yếu tố: vị trí (tần số) của vân phổ, cƣờng độ và hình dáng vân phổ.