Giáo trình Phân tích dụng cụ

Bức xạ điện từ (hay sóng điện từ) là sự kết hợp của dao động điện trường và từ trường vuông góc với nhau, lan truyền trong không gian như sóng.Bức xạ điện từ thường được tạo ra bởi sự tương tác của một nguồn năng lượng nào đó với vật chất chẳng hạn như cơ năng, nhiệt năng, điện năng…hay sự giải phóng năng lượng của vật chất ở trạng thái năng lượng cao không bền như sự phát xạ của nguyên tử, phân rã phóng xạ, sự phát huỳnh quang…...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Phân tích dụng cụPhân tích dụng cụ 1MỤC LỤC1Phân tích dụng cụ 1Chương 1CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP UV - VIS1.1. Đại cương về bức xạ điện từ và phổ1.1.1. Bức xạ điện từ và phổ Bức xạ điện từ (hay sóng điện từ) là sự kết hợp của dao động điện trường vàtừ trường vuông góc với nhau, lan truyền trong không gian như sóng. Bức xạ điện từ thường được tạo ra bởi sự tương tác của một nguồn năng lượng nào đó với vật chất chẳng hạn như cơ năng, nhiệt năng, điện năng…hay sự giải phóng năng lượng của vật chất ở trạng thái năng lượng cao không bền như sự phát xạ của nguyên tử, phân rã phóng xạ, sự phát huỳnh quang… ̣ hợp cać bức xạ có bước song Tâp ́ khać nhau goị làphổ điêṇ từ. Ánh sáng là những bức xạ điện từ có bước sóng khác nhau hay là dòng photoncó năng lượng khác nhau. Những dao động điện từ quan trọng nhất trong phân tíchtrắc quang có độ dài sóng như sau: Bước sóng (nm) Miền phổ Bước sóng (nm) Miền phổ 800 Hồng ngoại1.1.2. Tính chất của bức xạ điện từa. Vận tốc trong chân không Trong chân không, các bức xạ điện từ đi với vận tốc không thay đổi, thườngđược ký hiệu là c =299.792.458 m/sb. Sóng ngang Sóng điện từ là sóng ngang, nghĩa là sự lan truyền của các dao động liên quanđến tính chất có hướng (cụ thể là cường độ điện trường và cường độ từ trường)của các phần tử mà hướng dao động vuông góc với hướng lan truyền sóng.c. Năng lượng Năng lượng của một hạt photon có bước sóng λ là E =hγ = hc/λ, với h là hằngsố Planck, γ là tần số và c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Như vậy, bước sóngcàng dài thì năng lượng photon càng nhỏ.d. Tương tác với vật chất Khi một bức xạ điện từ tương tác với một dạng vật chất nào đó như: cácnguyên tử, phân tử và các hạt cơ bản thì xảy ra quá trình chuyển giao năng lượng.Quá trình chuyển giao năng lượng này có phụ thuộc vào bước sóng hay tần số củabức xạ điện từ (hay năng lượng của các photon) và bản chất, cấu trúc của dạng vậtchất mà bức xạ điện từ tương tác. Sự tương tác với vật chất sẽ làm cho năng lượngcủa bức xạ điện từ và của vật chất nhận sự tương tác bị thay đổi theo chiều hướngngược nhau.1.2. Thuyết vân đạo phân tử MO Trong khi theo thuyết VB: liên kết được hình thành do sự ghép đôi hay trao đổielectron giữa các nguyên tử, nghĩa là trong phân tử các nguyên tử vẫn giữ nguyên cấutrúc electron của mình, tức vẫn tồn tại các vân đạo của các nguyên tử, thì thuyết MOtheo quan điểm gần như ngược lại mặc dù vẫn lấy mức độ xen phủ giữa các AO làmtiêu chuẩn để mô tả liên kết.2Phân tích dụng cụ 1 Thuyết MO cho rằng: (a) Trong phân tử không còn tồn tại các vân đạo nguyên tử (AO) riêng rẽ, màchỉ có các vân đạo chung cho toàn bộ phân tử, gọi tắt là MO. Các MO này được xâydựng dựa vào sự tổ hợp các AO thích hợp. Mỗi MO có một năng l ượng E i xác địnhvà được đặc trưng bởi một hàm sóng Ψi xác định. Các electron của phân tử đượcphân bố trên các MO đó theo nguyên lý Pauli (mỗi MO chỉ chứa tối đa 2 electron),nguyên lý vững bền và quy tắc Hund. Nếu trong mỗi vân đạo nguyên tử, electronđược đặc trưng bằng một bộ các số lượng tử và ta có các vân đạo nguyên tử với cáctên s, p, d, f,…thì trong mỗi vân đạo phân tử, electrong cũng đ ược đ ặc tr ưng bằngmột bộ các số lượng tử với các tên σ, π, δ,… (b) Trạng thái của toàn bộ phân tử được xác định từ một bộ các MO Ψi cóelectron (cấu hình electron của phân tử).1.3. Cơ sở lý thuyết của phương pháp1.3.1. Trạng thái năng lượng của phân tử Theo thuyết vân đạo phân tử, Các điện tử hóa trị khi tham gia tạo liên kết hóahọc sẽ tạo thành các loại vân đạo phân tử: vân đạo liên kết và vân đạo phản liên kết.các điện tử không tham gia tạo liên kết ở lớp vở điện tử ngoài thường ký hiệu bằngđiện tử n. Về mặt năng lượng, khi các điện tử tham gia tạo liên kết hóa học đ ể tạothành các vân đạo phân tử sẽ có năng lượng khác nhau tùy thuộc vân đạo chúng t ạothành. Trong phân tử có thể có 5 loại vân đạo phân tử có năng l ượng khác nhau vàmức năng lượng được sắp xếp theo thứ tự tăng dần là: σ < π < n < π* < σ*1.3.2. Bước chuyển năng lượng1.3.2.1. Nguyên nhân bước chuyển Các phân tử, ở điều kiện bình thường chúng tồn tại ở trạng thái cơ bản, trạngthái này có năng lượng thấp và bền vững. Nhưng khi có một bức xạ điện t ừ (chùmphoton) kích thích với tần số thích hợp, thì các điện tử hóa trị (điện tử liên kết) trongphân tử sẽ hấp thu năng lượng của bức xạ điện từ và chuyển lên trạng thái kích thíchcó năng lượng cao hơn. Theo cơ học lượng tử, ở trạng thái cơ bản của phân tử, các điện tử liên kếtđư ...