1. Trang Chủ
  2. Hoá học
  3. Bài giảng Hóa phân tích - Chương 10: Phổ tử ngoại – Khả kiến UV–VIS (Phổ kích thích electron) - Lâm Hoa Hùng

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

Bài giảng Hóa phân tích - Chương 10: Phổ tử ngoại – Khả kiến UV–VIS (Phổ kích thích electron) có nội dung trình bày về sự chuyển mức năng lượng khi kích thích electron; các kiểu chuyển mức electron; phân biệt các kiểu chuyển mức electron; quy tắc chọn lọc trong phổ electron; sự hấp thu bức xạ và màu sắc vật chất;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng! CHƯƠNG 10 PHỔ TỬ NGOẠI – KHẢ KIẾN UV – VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON) Người soạn: Lâm Hoa Hùng 1 SÖÏ CHUYEÅN MÖÙC NAÊNG LÖÔÏNG

Thể loại Tài liệu miễn phí Hoá học

Số trang 45

Ngày tạo 4/8/2023 3:14:24 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.48 M

Tên tệp

Tải Bài giảng Hóa phân tích - Chương 10: Phổ tử ngoại ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. CHƯƠNG 10 PHỔ TỬ NGOẠI – KHẢ KIẾN UV – VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON) Người soạn: Lâm Hoa Hùng 1
  2. SÖÏ CHUYEÅN MÖÙC NAÊNG LÖÔÏNG KHI KÍCH THÍCH ELECTRON electron hoùa Phoå töû ngoaïi Bức xạ Phân tử trò bò kích khaû kieán UV - VIS thích UV-VIS Traïng thaùi cô baûn Phoå electron Traïng thaùi kích thích Phoå thu ñöôïc goïi laø phoå töû ngoaïi – khaû kieán UV-VIS (Ultraviolet and visible Spectra) hoaëc phoå electron 2
  3. 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
  4. 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 ro ro’ r 0-0 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 a) Giaûn ñoà NL cuûa phaân töû b) Phoå haáp thu töông öùng hai nguyeân töû 4
  5. SÖÏ CHUYEÅN MÖÙC NAÊNG LÖÔÏNG KHI KÍCH THÍCH ELECTRON Söï toå hôïp giöõa caùc möùc naêng löôïng Khi kích thích (electron, dao ñoäng vaø quay) cuûa caùc TT electron 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.
  6. 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, Söï chuyeån electron töø TT cô baûn N)) hay coøn goïi laø caëp leân TT kích thích (töông öùng vôùi electron töï do). chuyeån töø möùc NL thaáp leân möùc cao hôn) Chuyeån möùc N → R Chuyeån möùc Chuyeån möùc Chuyeån möùc keøm theo söï N →V N→Q chuyeån dòch ñieän tích 6
  7. 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 xa) (vuøng UV gaàn hoaëc vuøng VIS). 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) (vuøng UV gaàn hoaëc vuøng VIS). 7
  8. CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON N →Q N →V σ* Moät soá chuyeån möùc π* 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 vò thuoäc phaïm vi moät nhoùm nguyeân tử 8
  9. 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
  10. 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
  11. PHAÂN BIEÄT CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON MOÄT SOÁ THUAÄT NGÖÕ Nhoùm mang maøu (chromophore) Laø nhoùm nguyeân töû coù chöùa electron gaây neân söï haáp thu böùc xaï Caùc nhoùm ñieån hình: –N=O–, –NO2–, –N=N–, >C=O–, >C=C
  12. PHAÂN BIEÄT CAÙC KIEÅU CHUYEÅN MÖÙC ELECTRON MOÄT SOÁ THUAÄT NGÖÕ Hieäu öùng tröôøng saéc (bathochromic effect) Coøn goïi laø chuyeån dòch ñoû (red shift) ⇒ laøm cho λCÑ lôùn hôn Hieäu öùng caän saéc (hypsochromic effect) Coøn goïi laø chuyeån dòch xanh (blue shift) ⇒ laøm cho λCÑ nhỏ hôn Hieäu öùng ñaäm maøu (hyperchromic effect) laøm taêng cöôøng ñoä haáp thu (taêng ε) Hieäu öùng nhaït maøu (hypochromic effect) laøm giaûm cöôøng ñoä haáp thu (giaûm ε) 12
  13. 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). Chuyeån möùc n → π* ƒ Söï coù maët caùc nhoùm ñaåy electron gaén vaøo nhoùm mang maøu chöùa electron n 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
  14. 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 Chuyeån möùc ƒ Dung moâi phaân cöïc hoaëc coù khaû naêng taïo π → π* lieân keát hidro (λCÑ taêng 5 – 20 nm). ƒ Söï coù maët caùc nhoùm ñaåy electron gaén vaøo nhoùm mang maøu chöùa electron n Chuyeån möùc keøm theo chuyeån dòch ñieän tích vaø chuyeån möùc d – d 1/ ε nhoû ( < 102) vôùi chuyeån möùc d – d vaø khaù lôùn vôùi chuyeån möùc keøm theo söï chuyeån ñieän tích ( khoaûng 104) 2/ Dung moâi coù khaû naêng solvat hoùa toát gaây hieäu öùng caän saéc ñoái vôùi dòch chuyeån keøm theo söï chuyeån ñieän tích. 14
  15. 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 Phaân töû khoâng coù taâm Chuyeån möùc giöõa xöùng ñoái xöùng caùc TT coù ñoä boäi ƒ Chuyeån möùc g → ƒ Söï chuyeån möùc phuï khaùc nhau laø bò u hoaëc u → g laø thuoäc vaøo tính ñoái xöùng caám (ε < 1) (ví duï: ñöôïc pheùp. cuûa TT ñaàu vaø TT cuoái singlet → triplet) ƒ Chuyeån möùc g → g vaø u → u laø bò caám (g laø haøm soùng chaün vaø u laø haøm soùng leû) 15
  16. 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 396 nm 700 nm Maøu phuï nhau laø caùc maøu maø khi troän chuùng laïi, ta seõ coù maøu traéng 16
  17. 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 1/ AÙnh saùng bò khueách taùn hoaøn Maøu traéng hoaëc khoâng maøu toaøn hoaëc ñi qua hoaøn toaøn 2/ Neáu taát caû caùc tia cuûa aùnh Vaät coù maøu ñen saùng traéng ñeàu bò vaät haáp thu 3/ Neáu vaät haáp thu choïn loïc Vaät coù maøu saéc moät phaàn cuûa aùnh saùng traéng 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
  18. SÖÏ HAÁP THU BX VAØ MAØU SAÉC VAÄT CHAÁT MAØU SAÉC CUÛA VAÄT Tia bò haáp thu Maøu cuûa chaát λ, nm Maøu haáp thu 400 - 430 tím vaøng luïc 430 - 490 xanh vaøng da cam 490 – 510 luïc xanh ñoû 510 – 530 luïc ñoû tím 530 - 560 luïc vaøng tím 560 - 590 vaøng xanh 590 - 610 da cam xanh luïc 610 - 730 ñoû luïc 18
  19. SÖÏ HAÁP THU BÖÙC XAÏ UV - VIS HỢP CHẤT VÔ CƠ ĐƠN GIẢN Hôïp chaát Moâi λCÑ ε Söï chuyeån möùc hay ion tröôøng (nm) H2O khí 166,7 1480 n →σ* 360,0 0,05 n → π* trilet SO2 khí 290,0 340 n → π* singlet Br2 Khí 420,0 200 π *→ σ * l2 Khí 520,0 950 π *→ σ * 355,0 23 n → π* NO2 - H2O 287,0 9 n → π* 302,0 7 n → π* NO3 - H2O 194,0 8800 π → π* Keøm chuyeån ñieän tích (töø orbital n CrO42- kieàm 370 4900 cuûa oxy vaøo orbital cuûa Cr) Keøm chuyeån ñieän tích (töø orbital KMnO4 acid 525 2020 cuûa oxy vaøo orbital cuûa Mn) 19
  20. SÖÏ HAÁP THU BÖÙC XAÏ UV - VIS PHỨC CHẤT Chuyeån möùc keøm Chuyeån möùc chuyeån ñieän tích Chuyeån möùc d – d electron thuoäc (Töø phoái töû ñeán ion (KL chuyeån tieáp) nhoùm mang maøu trung taâm vaø ngöôïc ôû phoái töû laïi). Phöùc haáp thu Vuøng UV Vuøng VIS Vuøng hoàng ngoaïi gaàn Khoâng maøu Phöùc coù maøu 20
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học