›
›

Bài giảng Hóa phân tích - Chương 10: Phổ tử ngoại - Khả kiến UV-VIS (Phổ kích thích electron) - Lâm Hoa Hùng

Download
CHƯƠNG 10  
PHỔ TỬ NGOẠI – KHẢ KIẾN UV – VIS  
(PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON)  
Người soạn: Lâm Hoa Hùng  
1
SÖÏ CHUYEÅN MÖÙC NAÊNG LÖÔÏNG KHI  
KÍCH THÍCH ELECTRON  
electron hoùa  
trò bò kích  
thích  
Phoå töû ngoaïi  
khaû kieán  
Bức xạ  
Phân  
tử  
UV - VIS  
UV-VIS  
Phoå electron  
Phoå thu ñöôïc goïi laø phoå töû ngoaïi – khaû kieán UV-VIS  
(Ultraviolet and visible Spectra) hoaëc phoå electron  
2
SÖÏ CHUYEÅN MÖÙC NAÊNG LÖÔÏNG KHI  
KÍCH THÍCH ELECTRON  
So vôùi chu kyø dao ñoäng cuûa haït nhaân (10 -12 – 10 -13 s)  
⇒ Söï chuyeån TT electron xaûy ra raát nhanh  
(10-15 – 10-16 s)  
Trong khoaûng thôøi gian kích thích electron  
⇒ Haït nhaân xem nhö ñöùng yeân  
(nguyeân lyù Frank – Condon).  
Söï chuyeån dôøi ñöôïc ñaëc tröng  
Khi coù söï thay ñoåi traïng  
baèng muõi teân thaúng ñöùng noái  
thaùi naêng löôïng  
lieàn hai traïng thaùi  
3
SÖÏ CHUYEÅN MÖÙC NAÊNG LÖÔÏNG KHI  
KÍCH THÍCH ELECTRON  
II  
ν’ = 2  
ν’ = 1  
ν' = 0  
I
ν = 3  
ν = 2  
ν = 1  
ν = 0  
r
ro  
ro’  
0-0 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5  
a) Giaûn ñoà NL cuûa phaân töû  
hai nguyeân töû  
b) Phoå haáp thu töông öùng  
4
SÖÏ CHUYEÅN MÖÙC NAÊNG LÖÔÏNG KHI  
KÍCH THÍCH ELECTRON  
Söï toå hôïp giöõa caùc möùc naêng löôïng  
Khi kích thích  
electron  
(electron, dao ñoäng vaø quay) cuûa caùc TT  
electron khaùc nhau cuûa phaân tử  
Phoå electron – dao ñoäng – quay  
Coù daïng nhöõng ñöôøng cong vôùi moät  
vaøi cöïc ñaïi tuø  
Naêng löôïng kích thích ΔE bao goàm:  
ΔE = ΔEñieän töû ± Δ Edao ñoäng ± ΔEquay  
Ngoaøi ra, coøn coù aûnh höôûng dung moâi, nhieät ñoä vaø ñoä phaân  
giaûi cuûa maùy quang phoå.  
CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON  
Quó ñaïo electron cuûa caùc phaân töû  
Orbital lieân keát Orbital phaûn lieân keát Orbital khoâng lieân keát  
σ, π  
σ*, π *  
n
Toàn taïi ôû caùc dò toá (O, S,  
N)) hay coøn goïi laø caëp  
electron töï do).  
Söï chuyeån electron töø TT cô baûn  
leân TT kích thích (töông öùng vôùi  
chuyeån töø möùc NL thaáp leân möùc  
cao hôn)  
Chuyeån möùc N → R  
Chuyeån möùc  
Chuyeån möùc  
Chuyeån möùc keøm theo söï  
chuyeån dòch ñieän tích  
N →V  
N → Q  
6
CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON  
CHUYEÅN MÖÙC N → V  
Söï chuyeån electron töø traïng thaùi lieân keát  
leân TT phaûn lieân keát  
Chuyeån möùc σ → σ *  
Chuyeån möùc π → π*  
(vuøng UV gaàn hoaëc vuøng VIS).  
(vuøng UV xa)  
CHUYEÅN MÖÙC N → Q  
Söï chuyeån electron töø traïng thaùi khoâng  
lieân keát n leân TT phaûn lieân keát  
Chuyeån möùc n → σ *  
Chuyeån möùc n → π*  
(vuøng UV gaàn hoaëc vuøng VIS).  
(vuøng UV)  
7
CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON  
N →Q N →V  
σ*  
π*  
Moät soá chuyeån möùc  
n
NL cuûa caùc electron  
π
trong phaân töû  
σ
CHUYEÅN MÖÙC N → R  
Söï chuyeån electron töø TT cô baûn leân TT kích thích  
coù naêng löôïng raát cao theo höôùng ion hoùa phaân töû;  
ƒ Phoå thu ñöôïc ôû vuøng UV xa  
ƒ Thöôøng ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh naêng löôïng ion hoùa phaân töû  
Caùc chuyeån möùc N →V, N → Q vaø N → R  
Laø caùc chuyeån möùc maø trong ñoù electron bò kích thích ñònh  
8
vò thuoäc phaïm vi moät nhoùm nguyeân tử  
CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON  
CHUYEÅN MÖÙC COÙ SÖÏ CHUYEÅN DÒCH  
ELECTRON GIÖÕA CAÙC ORBITAN PHAÂN TÖÛ  
Chuyeån möùc keøm theo söï chuyeån ñieän tích  
ƒ Thöôøng gaëp ôû caùc hôïp chaát voâ cô vaø phöùc chaát  
ƒ Xuaát hieän caùc vaân haáp thu maïnh (heä soá haáp thu mol ≥ 104) ôû  
vuøng UV hoaëc VIS  
Chuyeån möùc d – d  
ƒ Thường gặp trong phöùc chaát cuûa caùc kim loaïi chuyeån tieáp  
ƒ Laø söï chuyeån electron töø phoái töû L vaøo orbital troáng cuûa caùc  
ion trung taâm ⇒ xuaát hieän caùc vaân haáp thu maïnh ôû vuøng UV  
9
CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON  
CHUYEÅN MÖÙC COÙ SÖÏ CHUYEÅN DÒCH  
ELECTRON GIÖÕA CAÙC ORBITAN PHAÂN TÖÛ  
Thuyeát tröôøng tinh theå vaø thuyeát tröôøng phoái töû  
giaûi thích cho söï xuaát hieän cuûa phoå haáp thu electron vaø maøu  
saéc cuûa caùc phöùc kim loaïi chuyeån tieáp  
Tự đọc thêm  
10  
PHAÂN BIEÄT CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON  
MOÄT SOÁ THUAÄT NGÖÕ  
11  
PHAÂN BIEÄT CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON  
MOÄT SOÁ THUAÄT NGÖÕ  
̉
12  
PHAÂN BIEÄT CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON  
CAÙCH PHAÂN BIEÄT CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC  
1/ Heä soá haáp thu ε nhoû ( < 103 )  
2/ Chòu hieäu öùng caän saéc khi  
ƒ Dung moâi phaân cöïc hoaëc coù khaû naêng taïo  
lieân keát hidro (λCÑ giaûm 5 – 20 nm).  
ƒ Söï coù maët caùc nhoùm ñaåy electron gaén  
vaøo nhoùm mang maøu chöùa electron n  
Chuyeån möùc  
n → π*  
3/ Bò trieät tieâu trong moâi tröôøng acid maïnh  
do söï proton hoùa hoaëc söï taïo thaønh saûn  
phaåm coäng lieân keát maát ñoâi electron n.  
13  
PHAÂN BIEÄT CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON  
CAÙCH PHAÂN BIEÄT CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC  
1/ Heä soá haáp thu ε lôùn ( ∼ 103 – 105 )  
2/ Chòu hieäu öùng tröôøng saéc khi  
ƒ Dung moâi phaân cöïc hoaëc coù khaû naêng taïo  
lieân keát hidro (λCÑ taêng 5 – 20 nm).  
Chuyeån möùc  
π → π*  
ƒ Söï coù maët caùc nhoùm ñaåy electron gaén  
vaøo nhoùm mang maøu chöùa electron n  
14  
QUY TAÉC CHOÏN LOÏC TRONG PHOÅ ELECTRON  
Theo TN, cöôøng ñoä haáp thu öùng vôùi moãi söï chuyeån möùc electron  
ε = 0,87.1020 P.a  
P – xaùc suaát chuyeån ( 0 < P < 1)  
a – dieän tích nhaän böùc xaï cuûa heä haáp thu  
¾ P ≈ 1: chuyeån möùc ñöôïc pheùp (ε > 104)  
¾ P ≈ 0 : chuyeån möùc bò caám (ε < 103)  
Qui taéc choïn loïc  
Phaân töû coù taâm ñoái  
xöùng  
Phaân töû khoâng coù taâm Chuyeån möùc giöõa  
ñoái xöùng  
caùc TT coù ñoä boäi  
khaùc nhau laø bò  
caám (ε < 1) (ví duï:  
singlet → triplet)  
ƒ Chuyeån möùc g →  
u hoaëc u → g laø  
ñöôïc pheùp.  
ƒ Söï chuyeån möùc phuï  
thuoäc vaøo tính ñoái xöùng  
cuûa TT ñaàu vaø TT cuoái  
ƒ Chuyeån möùc g →  
g vaø u → u laø bò caám  
(g laø haøm soùng chaün vaø u laø haøm soùng leû)  
15  
SÖÏ HAÁP THU BX VAØ MAØU SAÉC VAÄT CHAÁT  
AÙnh saùng nhìn thaáy laø moät daûi böùc xaï coù böôùc soùng töø 700 ñeán  
396 nm ñöôïc goïi laø aùnh saùng traéng  
700 nm  
396 nm  
Maøu phuï nhau laø caùc maøu maø khi troän  
chuùng laïi, ta seõ coù maøu traéng  
16  
SÖÏ HAÁP THU BX VAØ MAØU SAÉC VAÄT CHAÁT  
MAØU SAÉC CUÛA VAÄT  
Khi chieáu aùnh saùng vaøo vaät Töông taùc giöõa aùnh saùng vôùi vaät  
Haáp thu heát caùc tia tröø aùnh saùng ñoû  
Vaät coù  
maøu ñoû  
Haáp thu hai vuøng khaùc nhau ⇒ phaàn coøn laïi cho maøu ñoû  
Haáp thu tia phuï cuûa tia ñoû (tia maøu luïc).  
17  
SÖÏ HAÁP THU BX VAØ MAØU SAÉC VAÄT CHAÁT  
MAØU SAÉC CUÛA VAÄT  
Tia bò haáp thu  
Maøu cuûa chaát  
haáp thu  
λ, nm  
Maøu  
tím  
400 - 430  
430 - 490  
490 – 510  
510 – 530  
530 - 560  
560 - 590  
590 - 610  
610 - 730  
vaøng luïc  
vaøng da cam  
ñoû  
xanh  
luïc xanh  
luïc  
ñoû tím  
tím  
xanh  
xanh luïc  
luïc  
luïc vaøng  
vaøng  
da cam  
ñoû  
18  
SÖÏ HAÁP THU BÖÙC XAÏ UV - VIS  
HỢP CHẤT VÔ CƠ ĐƠN GIẢN  
λCÑ  
hay ion tröôøng (nm)  
Hôïp chaát  
Moâi  
Söï chuyeån möùc  
ε
H2O  
n → σ *  
khí  
166,7  
1480  
n → π* trilet  
360,0  
290,0  
0,05  
340  
khí  
SO2  
n → π* singlet  
Br2  
l2  
π *→ σ *  
π *→ σ *  
Khí  
Khí  
420,0  
520,0  
200  
950  
n → π*  
355,0  
287,0  
23  
9
-
H2O  
H2O  
kieàm  
acid  
NO2  
NO3  
n → π*  
n → π*  
π → π*  
302,0  
194,0  
7
-
8800  
Keøm chuyeån ñieän tích (töø orbital n  
cuûa oxy vaøo orbital cuûa Cr)  
2-  
370  
525  
4900  
2020  
CrO4  
Keøm chuyeån ñieän tích (töø orbital  
cuûa oxy vaøo orbital cuûa Mn)  
KMnO4  
19  
SÖÏ HAÁP THU BÖÙC XAÏ UV - VIS  
PHỨC CHẤT  
Chuyeån möùc keøm  
Chuyeån möùc  
electron thuoäc  
nhoùm mang maøu  
ôû phoái töû  
chuyeån ñieän tích  
(Töø phoái töû ñeán ion  
trung taâm vaø ngöôïc  
laïi).  
Chuyeån möùc d – d  
(KL chuyeån tieáp)  
Phöùc haáp thu  
Vuøng UV Vuøng VIS  
Vuøng hoàng ngoaïi gaàn  
Khoâng maøu Phöùc coù maøu  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 45 trang Thùy Anh 14160 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa phân tích - Chương 10: Phổ tử ngoại - Khả kiến UV-VIS (Phổ kích thích electron) - Lâm Hoa Hùng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_hoa_phan_tich_chuong_10_pho_tu_ngoai_kha_kien_uv_v.pdf