So sánh phổ ir và uvvis năm 2024

So sánh đặc điểm (giống và khác) của phổ RAMAN và IR Giống: phổ raman thường được so sánh với phổ IR vì cả 2 đều cung cấp thông tin về cấu trúc và tính chất của các phân tử từ sự dao động của chúng.Khác:

Quang phổ Raman tính đến sự thay đổi độ phân cực của phân tử, trong khi quang phổ IR phụ thuộc vào sự thay đổi mô men lưỡng cực.Quang phổ Raman tính toán tần số tương đối trong đó mẫu tán xạ bức xạ. Quang phổ hồng ngoại đánh giá tần số tuyệt đối trong đó mẫu hấp thụ bức xạ.

Quang phổ Raman rất nhạy cảm với các liên kết phân tử hạt nhân đồng âm. Nó có thể phân biệt liên kết đơn, đôi và ba giữa các nguyên tử carbon. Quang phổ hồng ngoại có khả năng đáp ứng liên quan đến các dao động của nhóm chức hạt nhân dị thể và các liên kết cực. Một ví dụ là OH kéo dài trong nước.

Trong quá trình chuẩn bị mẫu, phân tích phổ Raman không có yêu cầu. Nhưng quang phổ hồng ngoại có những hạn chế về độ dày của mẫu, độ đồng đều và độ pha loãng để tránh bão hòa. Huỳnh quang sẽ cản trở việc chụp ảnh Raman, nhưng đó không phải là vấn đề khi chụp phổ IR.Cả hai phương pháp đều có một số hạn chế khi thực hiện riêng lẻ. Tuy nhiên, khi được sử dụng kết hợp, chúng sẽ trở thành một công cụ mạnh mẽ trong việc mô tả đặc tính vật liệu. Cả hai đều có thể được sử dụng với các kỹ thuật kính hiển vi.Quang phổ Raman là kỹ thuật yếu hơn, trong khi quang phổ IR là kỹ thuật mạnh hơn. Các phân tử có nhóm chức có lưỡng cực mạnh thể hiện các đỉnh IR mạnh. Các phân tử có nhóm chức có lưỡng cực yếu dễ dàng thay đổi độ phân cực, biểu hiện các đỉnh mạnh trong phổ Raman.Quang phổ Raman cung cấp dữ liệu về dao động nội phân tử và dao động liên phântử. Rung động nội phân tử hiển thị các rung động cụ thể của các nguyên tử trong phân tử và do đó, giúp xác định một chất. Rung động liên phân tử cung cấp thông tin về các chế độ tần số thấp hơn, phản ánh cấu trúc và tính đa hình của mạng tinh thể.Quang phổ hồng ngoại thăm dò vùng dấu vân tay của vùng, Rung động nội phân tửcó đặc tính liên kết cao của các nguyên tử vì chúng được xác định rõ ràng,Trong nghiên cứu các quá trình kết tinh, quang phổ Raman phân tích các dạng tinh thể rắn trong dung dịch, trong khi quang phổ IR được sử dụng cho các nghiên cứu quá bão hòa pha dung dịch.Máy quang phổ Raman có nguồn sáng laser hoạt động ở vùng hồng ngoại gần hoặcvùng khả kiến trong phổ điện từ. Máy quang phổ hồng ngoại có bộ tản nhiệt thân đen cung cấp năng lượng ở vùng giữa IR.Máy quang phổ Raman có cách tử ba chiều với đầu dò CCD. Máy quang phổ hồng ngoại sử dụng giao thoa kế cung cấp bức xạ điều biến, được phát hiện bằng máy dòquang tử hoặc máy dò nhiệt điện.

Phổ Raman là kết quả của sự tán xạ ánh sáng do các phân tử dao động. Phổ IR là kết quả của sự hấp thụ ánh sáng bởi các phân tử dao động.

1. SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH LỚP CAO HỌC LL&PPDH HÓA HỌC – K23 BÀI BÁO CÁO Chuyên đề: CƠ SỞ LÝ THUYẾT HÓA HỮU CƠ Đề tài GVHD: PGS.TS. Nguyễn Tiến Công Học viên:KHAMMANY Sengsy Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2013
2. Đĩnh, Trần Thị Đà, Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo Dục, 1999. 2. Nguyễn Hữu Đĩnh, Đỗ Đình Rãng, Hóa học hữu cơ 1, NXB Giáo Dục, 2003 3. Nguyễn Tiến Công, Phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc, Khoa Hoá ĐHSP TP Hồ Chí Minh, 2008. 4. Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội
3. quát chung phổ hồng ngoại IR. 1.1. Lý huyết chung 1.2. Sóng điện từ 1.3. Định luật hấp thụ ánh sáng 1.4. Nguyên nhân phát sinh phổ hồng ngoại 1.5. Sự dao động của phân tử 1.6. Dao động nhóm 1.7. Tần số đặc trưng nhóm 1.8. Mô tả phổ hồng ngoại 1.9. Phương pháp nghiên cứu phổ hồng ngoại Chương 2:sư dụng phở hồngngoại IR để cấu trúc. 2.1. Ứng dụng 2.2. Hạn chế 2.3. phô IR của cac hop chat huu co
4. quát chung phổ hồng ngoại IR.
5. phổ hồng ngoại IR.
6. phổ hồng ngoại IR.
7. phổ hồng ngoại IR.
8. từ Khái quát chung phổ hồng ngoại IR. Sóng điện từ được tạo thành từ dao động của photon. _ hc E hv hcv  = = = + h: hằng số Plank, h = 6,625.10-34 J.s + λ: bước sóng; đơn vị là Å, nm, μ (micron), mμ, cm, m… + c là tốc độ ánh sáng (trong chân không c = 2,99.1010 m/s). + ν: tần số, đơn vị là Hz (Hertz) + : số sóng, đơn vị là cm-1 _ v
9. phổ hồng ngoại IR. 1.3. Định luật hấp thụ ánh sáng (Định luật Lambert – Beer) Khi chiếu một chùm tia đơn sắc (có bước sóng λ xác định) đi qua mẫu chất nghiên cứu thì cường độ của tia sáng ban đầu I0 sẽ bị giảm đi chỉ còn I 0 I lg εCl D I = = D: mật độ quang C: nồng độ dd chất hấp thụ (mol/l) l: chiều dầy lớp dd (cm) ε: hệ số hấp thụ mol đặc trưng cho từng chất.
13. xạ hồng ngoại (IR) là một vùng phổ bức xạ điện từ rộng nằm giữa vùng trông thấy và vùng vi ba; vùng này có thể chia thành 3 vùng nhỏ: - Near-IR 400-10 cm-1 (1000- 25 μm) - Mid-IR 4000 - 400 cm-1 (25- 2,5μm)  - Far-IR 14000- 4000 cm-1 (2,5 – 0,8μm)  Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại nói ở đây là vùng phổ nằm trong vùng có số sóng 4000 - 400 cm-1.  Vùng này cung cấp cho ta những thông tin quan trọng về các dao động của các phân tử do đó là các thông tin về cấu trúc của các phân tử
14. thể hấp thụ bức xạ hồng ngoại, phân tử đó phải đáp ứng các yêu cầu sau:  - Độ dài sóng chính xác của bức xạ: một phân tử hấp thụ bức xạ hồng ngoại chỉ khi nào tần số dao động tự nhiên của một phần phân tử (tức là các nguyên tử hay các nhóm nguyên tử tạo thành phân tử đó) cũng là tần số của bức xạ tới. - Một phân tử chỉ hấp thụ bức xạ hồng ngoại khi nào sự hấp thụ đó gây nên sự biến thiên momen lưỡng cực của chúng.
15. phổ hồng ngoại IR 1.4. Nguyên nhân phát sinh phổ hồng ngoại - Các nguyên tử trong phân tử luôn ở trạng thái dao động không ngừng. - Khi hấp thụ năng lượng, phân tử sẽ chuyển từ trạng thái dao động thấp (trạng thái cơ bản) lên các trạng thái dao động cao hơn. - Như vậy, nguyên nhân phát sinh các vân phổ hồng ngoại chính là do sự chuyển mức dao động của phân tử dưới tác dụng của bức xạ hồng ngoại. Vì vậy, phổ hấp thụ hồng ngoại còn được gọi là phổ dao động. - Một phân tử chỉ hấp thụ bức xạ hồng ngoại khi nào sự hấp thụ đó gây nên sự biến thiên momen lưỡng cực của chúng. - Mỗi dao động ứng với một vân phổ trên phổ đồ.
16. phổ hồng ngoại IR 1.5. Sự dao động của phân tử Khi hấp thụ các bức xạ điện từ trong vùng hồng ngoại sẽ dẫn đến sự dao động của phân tử. Có 2 loại dao động chính: - Dao động hóa trị (kí hiệu ν) là những dao động giãn và nén dọc theo trục liên kết làm thay đổi độ dài liên kết giữa 2 nguyên tử trong phân tử. - Dao động biến dạng (kí hiệu δ) là những dao động làm thay đổi góc giữa các liên kết. Việc làm thay đổi góc liên kết thường dễ hơn làm thay đổi độ dài liên kết. Vì vậy, năng lượng của dao động biến dạng (và do đó tần số của nó) thường nhỏ hơn năng lượng của dao động hóa trị. Mỗi kiểu dao động lại gồm dao động đối xứng và dao động bất đối xứng.
17. phổ hồng ngoại IR Số lượng các dao động riêng của phân tử phụ thuộc vào số lượng các nguyên tử trong phân tử và cấu trúc phân tử. Một phân tử có N nguyên tử thì tổng số các dao động riêng sẽ là: - Đối với các phân tử có cấu trúc thẳng : 3N – 5 - Đối với các phân tử có cấu trúc không thẳng: 3N – 6 Ví dụ: - CO2 có cấu trúc thẳng, có 3 nguyên tử nên số dao động riêng của nó là 3.3 – 5 = 4 - H2O không thẳng, có 3 nguyên tử nên số dao động riêng của nó là 3.3 – 6 = 3 1.5. Sự dao động của phân tử
18. phổ hồng ngoại IR.
19. phổ hồng ngoại IR - Đối với các phân tử phức tạp nhiều nguyên tử, số dao động tăng lên rất nhiều. Ví dụ: CH3CHO có 7 nguyên tử, vậy sẽ có 3.7 – 6 = 15 dđ - Các dao động trong phân tử lại tương tác với nhau làm biến đổi lẫn nhau nên không còn tương ứng với tần số của những dao động cơ bản nữa. Vì thế, thay cho việc phân tích tỉ mỉ tất cả các dao động cơ bản, người ta đưa vào quan niệm dao động nhóm. - Quan niệm này xem sự dao động của các nhóm chức độc lập với các dao động khác trong toàn phân tử. 1.6. Dao động nhóm
20. nhóm metylen
21. phổ hồng ngoại IR 1.7. Tần số đặc trưng nhóm - Theo quan điểm dao động nhóm, các nhóm nguyên tử giống nhau trong các phân tử khác nhau sẽ thể hiện dao động tổ hợp của chúng ở những khoảng tần số giống nhau và gọi là tần số đặc trưng nhóm. - Đối với các nhà hóa hữu cơ quan trọng nhất là vùng 650- 4000 cm-1. Vùng này lại được chia làm hai: - Vùng nhóm chức (1500 – 4000 cm-1) - Vùng “vân ngón tay” (<1500 cm-1) - Biết được tần số dao động của một nhóm nguyên tử có thể nhận ra sự có mặt của nhóm nguyên tử đó trong phân tử.
22. thụ của một số nhóm chức quan trọng
23. phổ hồng ngoại IR 1.8. Mô tả phổ hồng ngoại Vân phổ hồng ngoại có 3 đặc trưng cần được mô tả là: - Vị trí của vân phổ: được chỉ bởi bước sóng hoặc số sóng của đỉnh phổ (mũi cực đại của vân phổ). - Cường độ của vân phổ: được đánh giá theo diện tích của vân phổ: vân phổ càng rộng và càng cao thì có cường độ càng lớn và thường được đánh giá theo 3 mức độ: mạnh (m), trung bình (tb) và yếu (y). - Hình dáng vân phổ: để mô tả vân phổ hồng ngoại, người ta cần chỉ rõ đó là vân phổ rộng (tù) hay hẹp (mảnh), chỉ có một đỉnh phổ hay nhiều đỉnh phổ  _ 
24. phổ hồng ngoại IR. Đối với phổ hồng ngoại, trục thẳng đứng biểu thị phần trăm độ truyền qua, trục nằm ngang biểu thị .  
25. hồng ngoại, trục thẳng đứng biểu thị % độ hấp thụ A, trục nằm ngang biểu thị  
26. phổ hồng ngoại IR 1.9. Phương pháp nghiên cứu phổ hồng ngoại Khi nghiên cứu phổ hồng ngoại, chúng ta cần tập trung quan sát và đánh giá về vị trí, hình dạng (vân đơn hay đôi), độ tập trung (sắc nét hay tù, rộng) và cường độ vân hấp thụ; từ đó tìm ra mối liên quan với một nhóm chức nào đó. Để làm được điều này, ta chia phổ hồng ngoại thành một số vùng khác nhau và tìm kiếm trên mỗi vùng những nét đặc trưng của một loại nhóm chức nào đó.
27. taàn soá > 2500cm-1 Chuyeån sang böôùc 2 Khoâng coù haáp thuï Ñaùm vaân traûi roäng töø 2500-3500cm-1 Vaân saéc neùt ôû gaàn 2720cm-1 Ñaùm vaân saéc neùt ôû 2700 - 3000cm-1 Ñaùm vaân saéc neùt ôû 3000 - 3100cm-1 Caùc vaân ôû vuøng 3200 - 3600cm-1 Coù theå coù nhoùm –CHO. Kieåm tra vaø tìm nhoùm C=O ôû gaàn 1720cm-1 Dao ñoäng hoùa trò C – H (CH, CH2, CH3) Dao ñoäng hoùa trò C – H cuûa anken hay aren -OH; -NHhay -CC – H: -OH cuûa ancol hay phenol thöôøng laø 1 ñaùm vaân coù cöôøng ñoä maïnh; -NH thöôøng laø vaân ñôn, cöôøng ñoä trung bình; -NH2 thöôøng laø vaân ñoâi, cöôøng ñoä trung bình; -CC – H: vaân saéc nhoïn- Kieåm tra tìm nhoùm -CC- ôû gaàn 2100cm-1. Thaáyï Thaáy Coù haáp thuï Khoâng thaáy Khoâng thaáy Khoâng thaáy Khoâng thaáy Khoâng thaáy Coù theå coù nhoùm –COOH. Kieåm tra vaø tìm nhoùm C=O ôû 1700- 1760cm-1 Chuyeån sang böôùc 2 Thaáy Thaáy Thaáy BƯỚC 1
28. vuøng 1500-2500cm-1 Chuyeån sang böôùc 3 Khoâng coù haáp thuï Caùc vaân ôû vuøng 2100-2300cm-1 Vaân coù cöôøng ñoä maïnh ôû 1660-1770cm-1 Caùc vaân cöôøng ñoä trung bình ôû 1500-1600cm-1 Ñaùm vaân saéc neùt, cöôøng ñoä trung bình ôû 1640-1670cm-1 Dao ñoäng hoùa trò C = O Voøng thôm hay lieân keát N – H (kieåm tra vuøng > 2500cm-1). Anken Khoâng thaáy Coù haáp thuï Khoâng thaáy Khoâng thaáy Khoâng thaáy Thaáy Chuyeån sang böôùc 3 Thaáy Thaáy Thaáy Coù theå coù nhoùm CC hay CN
29. vuøng 1100-1500cm-1 Chuyeån sang böôùc 4 Khoâng coù haáp thuï Caùc baêng maïnh ôû vuøng 1050-1300cm-1 Vaân saéc neùt cöôøng ñoä trung bình ôû gaàn 1375cm-1 Vaân saéc neùt, cöôøng ñoä trung bình ôû gaàn 1450cm-1 Chuyeån sang böôùc 2 Dao ñoäng hoùa trò C – C; C – O hay C – N Nhoùm – CH2- hay -CH3 Thaáyï Thaáy Thaáyï Khoâng thaáy Coù haáp thuï Khoâng thaáy Khoâng thaáy Nhoùm -CH3
30. vuøng < 900cm-1 Vaân saéc neùt ôû gaàn 720cm-1 Caùc baêng saéc neùt khaùc öùng vôùi lieân keát C – Cl; anken hay voøng thôm Nhaân thôm coù 1 nhoùm theá: 710-690cm-1; 770-730cm-1 Hai nhoùm theá ôû vò trí 1,2: 770-735cm-1 Hai nhoùm theá ôû vò trí 1,3: 735-680cm-1; 810-750cm-1 Hai nhoùm theá ôû vò trí 1,4: 860-800cm-1 Toùm taét keát quûa Keát thuùc Toùm taét keát quûa Nhoùm –CH3 Khoâng coù haáp thuï Coù haáp thuï Khoâng coù haáp thuï Coù haáp thuï maïnh Khoâng coù haáp thuï Coù haáp thuï
31. hợp chất (m-tolyloxy)axetohiđrazit (3315-3203) (3041) (2917) (1663) (1259-1178) C-H thơm C-H no C=C thơm (1600-1495) =C-O-C OCH2CONHNH2 H3C
32. của 3-(4-pyriđyl)-1-p-tolyl-prop-2-en-1-on (T1) CH3 N CH CH C O νC-H thơm, 3041cm-1 νC-H no, 2919; 2976cm-1 νC=O, 1661cm-1 νC=C, 1589cm-1 γCH trans, 989cm-1
33. phở hồng ngoại IR để cấu trúc. 2.1. Ứng dụng của phổ hồng ngoại  Nhận biết các chất - Trong nhiều trường hợp, việc đọc phổ và tìm các tần số đặc trưng chỉ có thể giúp ta đoán được loại hợp chất và kiểu liên kết nhưng không đủ để nhận biết một cách toàn diện về chất nghiên cứu. - Cũng cần tránh khuynh hướng cố gắng giải và gán cho mọi đám phổ quan sát thấy, nhất là các đám phổ vừa và yếu trong vùng “vân ngón tay”. - Mỗi khi phát hiện một loại chất, người ta so sánh phổ của chất đó với phổ của chất tinh khiết tương ứng để có thể nhận diện chúng.  Xác định độ tinh khiết - Khi chất không tinh khiết thì thường độ rõ nét của đám phổ riêng biệt bị giảm. - Khi tạp chất có sự hấp thụ mạnh IR mà ở đó chất chính không hấp thụ hoặc hấp thụ yếu thì việc xác định rất thuận lợi.
34. dụng của phổ hồng ngoại  Suy đoán về tính đối xứng của phân tử Ví dụ: xem xét NO2 có cấu tạo thẳng hàng hay không? Thực tế cho thấy NO2 cho 3 đám hấp thụ, không giống như CO2 (phân tử thẳng hàng) chỉ có 2 đám hấp thụ. Vậy có thể kết luận NO2 có cấu tạo không thẳng hàng.  Phân tích định lượng Dựa vào định luật cơ bản Lambert – Beer, có 2 phương pháp xác định độ hấp thụ A - Phương pháp đường chuẩn - Phương pháp đường nền
35. hồng ngoại IR để cấu trúc. 2.2. Hạn chế của phổ hồng ngoại - Phương pháp phổ hồng ngoại không cho biết phân tử lượng. - Nói chung phổ hồng ngoại không cung cấp thông tin về vị trí tương đối của các nhóm chức khác nhau trong cùng một phân tử. - Chỉ dùng phổ hồng ngoại thì đôi khi chưa thể biết đó là chất nguyên chất hay hỗn hợp vì có trường hợp 2 chất có phổ hồng ngoại giống nhau. - Để xác định chính xác CTCT của một chất thì phải kết hợp thêm các phương pháp phổ khác như MS, NMR, UV…
49. hồng ngoại IR để cấu trúc. Anken = CH2 3095 - 3075 trung bình mũi nhọn, đáy hẹp, đôi khi bị che phủ bởi vân − CH no = CH 3040 - 3010 trung bình C = C (không liên hợp) 1680 - 1620 biến đổi mũi nhọn, đáy hẹp, thường trung bình hoặc yếu và rất yếu khi gần đốixứng 2 CH = νC=C γ=CH
55. hồng ngoại IR để cấu trúc. Ankin  CH ~ 3300 mạnh mũi nhọn, đáy hẹp C  C (đầu mạch) 2150 – 2100 yếu mũi nhọn, đáy hẹp CH  C C  
72. – 1800 ~ 2720 mạnh tb nhọn, đáy hẹp
75. hồng ngoại IR để cấu trúc. Axit cacboxylic νO – H νC = O
79. 3400 3450 - 3300 trung bình bầu, đáy rộng, thường cho vân đôi bầu, đáy rộng, thường cho vân đơn. Amin thơm cao hơn amin béo.
84.
85.