Đang tải... (xem toàn văn)
Chương IV PHỔ HỒNG NGOẠI 1. LÝ THUYẾT CHUNG Phổ hồng ngoại là phổ dao động quay vì khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại thì cả chuyển động dao động và chuyển động quay đều bị kích thích. Vùng hồng ngoại: 4000400 cm1 Hồng ngoại gần: 14.2904000 cm1 Hồng ngoại xa: 700200 cm1 Tại sao một phân tử hữu cơ hấp thụ IR? Trong phân tử hữu cơ có hai dạng dao động : giãn và uốn Dao động giãn: chuyển động nhịp nhàng dọc theo trục liên kết Dao động uốn: thay đổi góc liên kết (dao động xoắn, lắc, rung)
CHƯƠNG IV PHỔ HỒNG NGOẠI (IR-INFRARED SPECTROSCOPY) 1. LÝ THUYẾT CHUNG Phổ hồng ngoại là phổ dao động quay vì khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại thì cả chuyển động dao động và chuyển động quay đều bị kích thích. Vùng hồng ngoại: 4000-400 cm -1 - Hồng ngoại gần: 14.290-4000 cm -1 - Hồng ngoại xa: 700-200 cm -1 Tại sao một phân tử hữu cơ hấp thụ IR? Trong phân tử hữu cơ có hai dạng dao động : giãn và uốn - Dao động giãn: chuyển động nhịp nhàng dọc theo trục liên kết - Dao động uốn: thay đổi góc liên kết (dao động xoắn, lắc, rung) →Khi một phân tử được chiếu xạ, năng lượng bức xạ điện từ được hấp thụ nếu tần số của bức xạ phù hợp với tần số của dao động. Giãn đối xứng Giãn bất đối xứng Dao động kéo Giãn đối xứng Giãn bất đối xứng Dao động kéo (uốn) Giãn đối xứng Giãn bất đối xứng Uốn trong mặt phẳng (dao động kéo) Uốn ngoài mặt phẳng (dao động rung) Uốn ngoài mặt phẳng (dao động xoắn) Uốn trong mặt phẳng (dao động lắc) Giãn đối xứng Giãn bất đối xứng Uốn trong mặt phẳng Uốn ngoài mặt phẳng C H H H C C C H H H H H Tất cả các dao động trong phân tử hữu cơ đều hấp thụ IR? Những dao động dẫn tới sự biến đổi Moment lưỡng cực của phân tử mới quan sát được trên phổ IR. Ví dụ: Bốn nguyên tử Hydro của CH 4 dao động một cách đối xứng thì CH 4 không hấp thụ năng lượng IR. Dao động đối xứng của nối đôi C=C ở C 2 H 4 và C≡C ở C 2 H 2 không hấp thụ năng lượng IR. Vai trò của phổ IR: IR spectrum → What molecular motions? → What functional groups? Mỗi loại dao động trong phân tử hấp thụ ở một tần số xác định. Phổ IR giúp ta xác định được các loại dao động đặc trưng của các liên kết (bonds) hay các nhóm chức (functional groups) có trong phân tử. Các liên kết hay các nhóm chức: C-C; C=C; C ≡ C; C-H; C-O; C=O; C-N; O-H; N-H… Cường độ và hình dạng của các mũi phổ IR: Khi phân tích phổ hồng ngoại, ngoài việc xem xét vị trí mũi còn phải chú ý đến cường độ và hình dạng của mũi: - Cường độ: m (mạnh), tb (trung bình), y (yếu). Nhóm luôn cho mũi hấp thụ mạnh: C=O, C-X (halogen) Mũi hấp thụ yếu: N=N, C=N Tùy theo cấu trúc phân tử: mạnh đến trung bình: OH, C-O trung bình đến yếu: C=C -Hình dạng: chú ý sự che phủ của các mũi do gần nhau/mạnh che yếu, dạng mũi tù (OH) [...]...2.1 .Phổ: Độ hấp thụ 2 PHỔ ĐỒ Số sóng Độ truyền qua Số sóng (Độ truyền qua) (Số sóng) Trục hoành: Biểu thị số sóng (wavenumber, cm-1) Trục tung: Biểu thị cường độ hấp thụ qua độ truyền qua T (Transmittance), thường dùng %T 2.2 Các vùng của phổ IR 2500 Vùng nhóm chức Vùng vân ngón tay Phổ IR của 2-pentanol và 3-pentanol Dao động giãn và uốn của mỗi liên kết có một vùng hấp thụ riêng, vì vậy phổ IR... hưởng của hiệu ứng cảm và cộng hưởng ~1660 cm-1 ~1740 cm-1 2.4.3 Ảnh hưởng của liên kết hydrogen Ảnh hưởng của yếu tố không gian 3 PHỔ IR CỦA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ 3.1 Phổ IR của các Hydrocarbon C≡C–H : Csp - H C=C–H : Csp2 - H C–C–H : Csp3 - H 3 PHỔ IR CỦA CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ 3.1 Phổ IR của các Hydrocarbon 3.1.1 Alkane : CH3(CH2)nCH3 Trong Alkane có hai dạng liên kết: Liên kết C-H và liên kết C-C Liên... Vùng vân ngón tay Phổ IR của 2-pentanol và 3-pentanol Dao động giãn và uốn của mỗi liên kết có một vùng hấp thụ riêng, vì vậy phổ IR có thể khá phức tạp không thể xác định tất cả các vân hấp thụ trong phổ IR 2.3 Cường độ của vân hấp thụ Cường độ của vân hấp thụ còn phụ thuộc số lượng liên kết So sánh C=O và C=C ? 2.4 Vị trí của vân hấp thụ 2.4.1 Ảnh hưởng của kiểu liên kết Liên kết càng mạnh, vị trí... Trong Alkane có hai dạng liên kết: Liên kết C-H và liên kết C-C Liên Kết C-C: Giãn C-C (Stretching C-C) và uốn C-C (Bending C-C) Dao động uốn C-C xuất hiện ở dưới 500 cm-1 nên không xuất hiện trên phổ đồ Dao động giãn C-C xuất hiện ở 1200-800 cm-1, yếu Liên kết Csp3-H: Giãn C-H (Stretching C-H) và uốn C-H (Bending C-H) của nhóm Methyl (-CH3) và nhóm Methylene (-CH2-) B A A: C-H stretching (asymmetrical: . CHƯƠNG IV PHỔ HỒNG NGOẠI (IR-INFRARED SPECTROSCOPY) 1. LÝ THUYẾT CHUNG Phổ hồng ngoại là phổ dao động quay vì khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại thì cả chuyển động dao. động dao động và chuyển động quay đều bị kích thích. Vùng hồng ngoại: 4000-400 cm -1 - Hồng ngoại gần: 14.290-4000 cm -1 - Hồng ngoại xa: 700-200 cm -1 Tại sao một phân tử hữu cơ hấp thụ. C=C; C ≡ C; C-H; C-O; C=O; C-N; O-H; N-H… Cường độ và hình dạng của các mũi phổ IR: Khi phân tích phổ hồng ngoại, ngoài việc xem xét vị trí mũi còn phải chú ý đến cường độ và hình dạng của