Tài liệu CHƯƠNG 8: KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ NGHIỆM doc

GV: Trần T Phương Thảo BM
Hóa Lý (ĐHBK)
1
KHÁI QUÁT
VỀ CÁC
PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH
PHỔ NGHIỆM
CHƯƠNG 8
2
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
NỘI DUNG CHÍNH
(2LT)
1. Nguyên tắc
2. Bứcxạđiệntừ
3. Năng lượng củavậtchất
4. Tương tác giữabứcxạ và vậtchất
5. Nguyên lý cấutạo quang phổ kế
6. Định luật Lambert – Beer
3
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
4
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
C
Bướcsóngkhảosátlàλ xác định
5
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)

 Dựavàosự tương tác giữabứcxạ và vật
chất.
 Tùy theo bảnchấtbứcxạ và vậtchất, kết
quả tương tác là tín hiệu(phổ) hay đại
lượng đo (A, T)
→ định tính và định lượng mẫu.
1. Nguyên tắc
Tín hiệu
GT Đo
Kếtquả
VậtchấtBứcxạ
6
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
2.1. Tính chất
 Bảnchấtsóng
 Bảnchấthạt
2.2. Các vùng bứcxạđiệntừ
2. Bứcxạđiệntừ
7
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 Bứcxạđiệntừ là dạng năng lượng truyền
đi trong không gian vớivậntốcrấtlớ
n
theo dạng sóng hình sin.
Bảnchất sóng
8
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)

Bảnchấtsóng
 Đặctrưng bởihiệntượng:
 Nhiễuxạ
 Giao thoa.
 Bước sóng hay độ dài sóng λ(cm, μm,
nm, A ): khoảng cách giữa2 cực đạihay
2 cựctiểunốitiếp nhau
9
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 Chu kỳ T(s): thời gian sóng truyềngiữa2
cực đại liên tiếp
 Tầnsốν(s
-1
): số dao động trong một giây.
v = 1/T
 Số sóng σ(cm
-1
): số bước sóng trong 1
cm. σ = 1/ λ
 Tốc độ truyền sóng trong chân không:
C = v*λ = 3.10
10
cm/s
Bảnchất sóng
10
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 Bứcxạđiệntừđược xem như những
dòng hạt photon truyền đivớivậntốc ánh

sáng, có năng lượng tỷ lệ v
ớitầnsố của
bứcxạ.
Với h = 6,63.10
27
(erg.s): hằng số Plank
 Nhậnxét:
+ Bứcxạ có độ dài sóng càng bé thì năng
lượng củacáchạt photon càng lớn.
Bảnchấthạt
11
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 Ánh sáng trắng là tổng hợpcácbứcxạ
vùng thấy được.
Sóng
radio
Vi
sóng
Hồng
ngoại
khả
kiến
UV
Tia
X
Tia
gamma
λnm tăng dần
160 400 800

2.2. Các vùng bứcxạđiệntừ
12
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
13
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
λ
(cm)
σ
(cm
-1
)
ט
(Hz)
Bức
xạ
E
(Kcal/mol)
3.10
-11
3,3.10
10
10
21
Tia gamma 9,4.10
7
3.10
-9
3.10

-7
3,3.10
8
3,3.10
6
10
19
10
17
Tia X 9,4.10
5
9,4.10
3
3.10
-5
3,3.10
4
10
15
UV 9,4.10
1
Vis
3.10
-3
3,3.10
2
10
13
IR 9,4.10
-1

3.10
-1
3.10
1
3,3.10
0
3,3.10
-2
10
11
10
9
Vi sóng 9,4.10
-3
9,4.10
-5
3.10
3
3,3.10
-4
10
7
Sóng radio 9,4.10
-7
14
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Phân loại các PPPT phổ nghiệm:
 PP cộng hưởng tử (sử dụng sóng
radio, sóng vi ba)

 PP Rontgen (sử dụng sóng Rontgen
–tiaX)
 PP hấpthuUV –Vis
 PP hấpthuIR
 …
2.2. Các vùng bứcxạđiệntừ
15
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 Vậtchất đượccấutạotừ các nguyên tử,
ion, phân tử…
 Tổng năng lượng bên trong vậtchấtgọilà
nộină
ng
3. Năng lượng củavậtchất
16
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 E
đt
: năng lượng do các electron chuyển
động gây ra
 E
dđ
: năng lượng sinh ra do các hạt nhân
nguyên tử dao động xung quanh vị trí cân
bằng củanó
 E
q
: năng lượng sinh ra do phân tử quay

quanh trọng tâm của nó.
3. Năng lượng củavậtchất
17
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Các mứcnăng lượng trong nguyên tử:
 Mứcnăng lượng điệntử
 Mứcnăng lượng dao động
 Mứcnăng lượng quay.
3. Năng lượng củavậtchất
18
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
3. Năng lượng củavậtchất
Năng lượng
v
0
v
1
v
3
v
2
v’
0
v’
1
v’
3
v’

2
Trạng thái năng lượng của phân tử hai nguyên tử
Trạng thái
electron
cơ bản
Trạng thái
electron
kích thích
E
q
E
dđ
19
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 Phân tử có cấutạophứctạphơn nguyên
tử → số mứcnăng lượng củanósẽ nhiều
hơn.
 Các ntử, ptửởmứcE thấp(cơ bản) →
nhận đượcnăng lượng thích hợptừ bức
xạ → E cao (trạ
ng thái kích thích).
3. Năng lượng củavậtchất
20
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Khi bứcxạ truyền đếnvậtchất:
 Bứcxạ bị phảnxạở bề mặtvậtchất
 Bứcxạ bị hấpthu, tánxạ bên trong vật
chất, mộtp

hầnbứcxạ truyềnqua.
 Vậtchất phát ra năng lượng dướidạng
bứcxạ
4. Tương tác giữabứcxạ và vậtchất
21
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
4.1. Sự hấpthubứcxạ củavậtchất
++
λ
E
λ
= hט
22
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 Khi bứcxạ truyềntớiVC:mộtphầnNL
của BX bị vậtchấtgiữ lạicóchọnlọc →
hiệntượng hấpthuBX củaVC.
 Năng lượng VC hấp thu:
E
1
; E
2
: mứcnăng lượng ở trạng thái đầuvà
trạng thái cuốicủaVC
ט: tầnsố củabứcxạ bị hấp thu
4.1. Sự hấpthubứcxạ củavậtchất
23
GV: Trần T Phương Thảo

BM Hóa Lý (ĐHBK)
Theo thuyếtlượng tử
 Ntử, ptử, ion…có mộtsố giớihạncácmức
năng lượng nhất định.
 Sự hấp thu hay phát xạ BX của VC không
phải liên tụcvàbấtkỳ mà có tính chất gián
đoạnvàchọnlọc.
 Nguyên tử, phân tử chỉ hấp thu hay phát
xạ 0, 1, 2,…., n lầnlượng tử
hט.
4.1. Sự hấpthubứcxạ củavậtchất
24
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 Khi chiếuchùmbứcxạ có ט xác định
điqua vậtc
hất → VC hấp thu BX:


4.1. Sự hấpthubứcxạ củavậtchất
25
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
 Khi chiếubứcxạđếnvậtchất, vậtchất
hấpthunăng lượng làm tổng nộinăng của
nó biến thiên một đạilượng:
∆E = ∆E
đt
+ ∆E
dđ

+ ∆E
q
 Những bứcxạ bị vậtchấthấpthucótần
sốđúng
bằng:
 tầnsố kích thích điệntử ט
đt
 tầnsố dao động ט
dđ
 tầnsố quay ט
q
4.1. Sự hấpthubứcxạ củavậtchất