CH4

BÁO CÁO MÔN HỌC
Thái Ngọc Ánh , Bùi Tiến Đạt
PHỔ HỒNG NGOẠI VÀ RAMAN
NGHIÊN CỨU QUY TẮC LỌC
LỰA ĐỐI VỚI PHÂN TỬ MÊ TAN
CH
4

Các vấn đề trình bày
•
Cơ sở lý thuyết
•
Biểu diễn của các toạ độ dao động
•
Toạ độ nội
•
CÁC BƯỚC XÁC ĐỊNH MODE TÍCH CỰC
HỒNG NGOẠI VÀ RAMAN
•
Một phương pháp khác để xác định quy tắc lọc
lựa
•
Áp dụng vào phân tử Metan CH
4

CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 Tính tích cực hồng ngoại
Tính tích cực hồng ngoại (IR) khi mode dao động chuẩn (của
trạng thái kích thích) thuộc về cùng một biểu diễn BKQ với ít
nhất một toạ độ Descarts

1.2 Tính tích cực Raman
Chuyển dời tích cực Raman khi mode dao động chuẩn thuộc về
cùng BdBKQ với ít nhất một thành phần của ten xơ hệ số phân
cực của phân tử.

Biểu diễn của các toạ độ dao
động
•
2.1 Các thành phần (µ
x
, µ
y
,

µ
z
) của mômen
lưỡng cực điện, các toạ độ Decartes (x,y,z)
và các phép tịnh tiến (T
x
,T
y
,T
z
) tạo thành 3
biểu diễn đồng hình
•
Biễu diễn kí hiệu là Γ
T

3)(
100
010
001
)( =⇒










=Γ EE
TT
χ
n
k
C
n
k
n
k
n
k
n
k

C
k
nT
k
nT
π
χ
ππ
ππ
2
cos21)(
100
0
2
cos
2
sin
0
2
sin
2
cos
)(
+=⇒



















−
→Γ
n
k
S
n
k
n
k
n
k
n
k
S
k
nT
k
nT

π
χ
ππ
ππ
2
cos21)(
100
0
2
cos
2
sin
0
2
sin
2
cos
)(
+−=⇒



















−
−
→Γ
Chú ý:
1)()(1)()(
1
1
2
==−==
SvaSi
TTTT
χσχχχ

2.2. Các chuyển động quay của phân tử kí hiệu R
x
,R
y
,R
z
cũng tạo
thành một biểu diễn ba chiều. Ta biểu thị chúng bằng chính các
kí hiệu đó trên bảng đặc trưng.
2.3. Dịch chuyển Descartes của các nguyên tử trong phân tử.

Biểu diễn tương ứng với kí hiệu Γ
cart
có 3n chiều (n là số nguyên tử
trong phân tử)
Ta thấy rằng Γ
cart
là tích ten xơ của biểu diễn Γ
at
đặc trưng cho vị trí
của các nguyên tử và Γ
T
đặc trưng cho ba thành phần dịch chuyển
Descartes của mỗi nguyên tử.Trong phép biến đổi đối xứng R, thì
χ
at
bằng số nguyên tử bất biến
Ta có: χ
cart
(R) = χ
T
(R ). χ
at
(R )

Ta viết : Γ
cart
= Γ
vib
+ Γ
transt

+ Γ
rot
Γ
vib
: Ứng với biểu diễn dao động thực sự
Γ
transt
: Là biểu diễn ứng với sự tịnh tiến *
Γ
rot
: Là biểu diễn ứng với sự quay *
: Γ
cart
được phân tích theo các BdBKQ ta có thể tìm
được đối xứng của các dao động của phân tử

2.4 Toạ độ nội
Các toạ độ nội bao gồm sự co giãn các liên kết, sự uốn các góc
liên kết, các góc nhị diện, thường được lấy có dư để lợi dụng
triệt để tính đối xứng. Sau khi tìm được biểu diễn Γ
int
của các toạ
độ nội, ta so sánh với Γ
vibr
và tìm ra các biểu diễn đối xứng dự
Γ
int
= Γ
vibr
+ Γ

dư

CÁC BƯỚC XÁC ĐỊNH MODE TÍCH CỰC
HỒNG NGOẠI VÀ RAMAN
•
Bước 1: Xác định nhóm đối xứng của phân tử
•
Bước 2: Xác định các đặc trưng của biểu diễn khả
quy Γ
cart
trong phép đối xứng
•
Bước 3: Phân tích Γ
cart
thành các BdBKQ của nhóm.
Loại trừ các Bd ứng với mỗi phép tịnh tiến theo 3
phương và phép quay, ta thu được các mode dao
động thực sự
•
Bước 4: Đối chiếu với bảng đặc trưng của nhóm để
xác định các mode tích cực hồng ngoại và raman