Bài giảng Đại cương các phương pháp phân tích quang phổ

Bài giảng Đại cương các phương pháp phân tích quang phổ có nội dung trình bày về cơ sở của phương pháp; bức xạ điện từ và phân loại bức xạ điện từ; tính chất sóng hạt của bức xạ; năng lương vật chất; tương tác vật chất với bức xạ điện từ; phổ hấp thụ­ - các phương pháp phổ hấp thụ; phổ phát xạ­ - các phương pháp phổ phát xạ,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Đại cương các phương pháp phân tích quang phổ ĐẠI CƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH  QUANG PHỔ Lê Nhất Tâm ­ IUH­ IBF lenhattam@iuh.edu.vn  ĐẠI CƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP QUANG  PHỔ Các nội dung chính: • Cơ sở của phương pháp • Bức xạ điện từ • Phân loại bức xạ điện từ • Tính chất sóng hạt của bức xạ • Năng lương vật chất • Tương tác vật chất với bức xạ điện từ • Phổ hấp thụ­ Các phương pháp phổ hấp thụ • Phổ phát xạ­ các phương pháp phổ phát xạ  ĐẠI CƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP QUANG  PHỔ Cơ sở của phương pháp:     Dựa vào đặc tính của bức xạ phát ra hay được hấp thụ, và  cường độ của bức xạ mà người ta có thể định tính hay định  lượng thành phần các chất có trong mẫu. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ Bản chất của bức xạ điện từ + Bức xạ điện từ (hay sóng điện từ)  là sự kết hợp của dao động điện  trường và từ trường biến thiên vuông  góc với nhau, lan truyền trong không  gian như sóng + Khi một điện tích dao động với tần  số  sẽ làm xuất hiện một điện trường  và một từ trường biến thiên cùng tần  số. Trường tổng hợp của điện trường  và từ trường gọi là trường điện từ.   Trường điện từ truyền trong không  gian gọi là sóng điện từ BỨC XẠ ĐIỆN  TỪ • Trong sóng điện từ, điện trường E  và từ trường H   luôn luôn có phương vuông góc với nhau và góc  với phương truyền của sóng điện từ ( tại mỗi  điểm cường độ điện trường và cường độ từ  trường tăng rồi giảm đối chiếu) BỨC XẠ ĐIỆN  TỪ Ø Tần số : là số chu kỳ bức xạ điện từ thực hiện được  trong một đơn vị thời gian :  Ø Bước sóng: là khoảng đường song truyền được trong  thời gian một chu kỳ: c c.T Ø Năng lượng của bức xạ: Ø Số sóng : là số chu kỳ thực hiện được trong khoảng  đường 1cm PHÂN LOẠI BỨC XẠ ĐIỆN  TỪ • Sự phân loại dựa trên khác biệt về tần số hay bước sóng bức  xạ: Bức xạ λ( cm) λ(nm) Tia Ɣ 10­11­ 10­8 10­4­ 10­1 Tia Rơngen ( tia X) 10­8­ 10­6 10­1 ­ 10 Tia tử ngoại­ khả  10­6­ 10­4 10 – 103 kiến Tia hồng ngoại 10­4­ 10­2 1000 – 10.000 Vi sóng  10­1­ 10 106 – 108 Sóng Radio >100 >109 TÍNH CHẤT SÓNG HẠT CỦA ÁNH SÁNG Tính chất sóng: Thể hiện trong vùng bức xạ điện từ có  tần số nhỏ, bước sóng lớn. TÍNH CHẤT SÓNG HẠT CỦA ÁNH SÁNG Tính chất hạt: Thể hiện trong vùng bức xạ điện từ có  tần số lớn, bước sóng nhỏ. NĂNG LƯỢNG CỦA VẬT CHẤT Năng lượng phân tử hay nguyên tử là tổng các dạng năng  lượng                   E = Eđt+Edđ+ Eq + Eđt = Năng lượng điện tử của phân tử  + Edđ = Năng lượng do những dao động gây bởi tương tác  giữa các nguyên tử trong phân tử . + Eq = Năng lượng do sự quay của các phân tử chung quay  trong trục nào đó của nó.  TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC BỨC XẠ VÀ VẬT  CHẤT • Khi chiếu bức xạ điện từ vào dung dịch chứa các phân tử   hay vùng chứa các nguyên tử hay ion thì bức xạ điện từ có  thể bị hấp thu. • Phổ ghi nhận sự hấp thu được gọi là phổ hấp thụ phân tử  . Nguyên tử hay ion. TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC BỨC XẠ VÀ VẬT  CHẤT Khi phân tử hấp thu bức xạ, chuyển từ trạng thái cơ  bản lên trạng kích thích, nghĩa là bản thân nó đã thay  đổi mức năng lượng:     ∆E = Ekt – Ecb =  ∆Eđt +∆Edđ+ ∆Eq     Và : ∆Eel > ∆Edđ> ∆Eq QUÁ TRÌNH CHUYỂN MỨC  SỰ HẤP THU BỨC XẠ CỦA VẬT CHẤT PHỔ HẤP THU Khi năng lượng kích thích đạt giá trị 0,03­ 0,3 Kcal/mol,  trạng thái quay của phân tử bắt đầu bị kích thích nhưng  trạng thái dao động và trạng thái điện tử vẫn không đổi. Lúc  này ta phổ quay có bước sóng dài như hồng ngoại xa Eq q h SỰ HẤP THU BỨC XẠ CỦA VẬT CHẤT PHỔ HẤP THU Khi năng lượng chuyển động nhiệt tăng lên 0,3­  12Kcal/mol, trạng thái điện tử của phân tử cũng chưa bị  kích thích nhưng trạng thái dao động bắt đầu bị kích  thích. Những photon tương ứng với biến thiên năng  lượng dao động có bước sóng vào cở: λ= 2500nm­  0,1mm ứng với bức xạ vùng hồng ngoại.Lúc này ta có  phổ thu được là phổ dao động Edđ dđ h SỰ HẤP THU BỨC XẠ CỦA VẬT CHẤT PHỔ HẤP THU • Khi kích thích các điện tử với năng lượng cao hơn,   vào khoảng vài chục đến vài trăm Kcal/mol, thì lúc  đó trạng thái điện tử bắt đầu bị kích thích. Bức xạ  lúc đó ứng với vùng khả kiến và tử ngoại. Eel el h • Khi bức xạ bị hấp thu làm ảnh hưởng trạng thái điện  tử của phân tử phổ thu được có tần số    ...