Bài tập môn Hóa Quang phổ
Họ và tên: Trần Anh Sơn
Sinh ngày: 10-10-1982
Chuyên nghành: Hoá hữu cơ
Bài kiểm tra điều kiện – Môn: Quang phổ
Câu 1: Phổ electron cao phân tử cho ta biết những thông tin gì? Cho ví dụ minh hoạ.
Trả lời: Phổ electron phân tử cho ta biết những thông tin sau:
+ Ở điều kiện thường các electron ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng thấp nhưng khi có ánh
sáng kích thích với tần số ν thích hợp thì các electron này sẽ hấp thụ mức năng lượng và chuyển
lên trạng thái kích thích có mức năng lượng cao hơn. Theo cơ học lượng tử các electron được sắp
xếp đầy vào các orbital liên kết σ, π hay n , khi đó mức năng lượng thấp bị kích thích lên mức
năng lượng cao hơn.
σ→σ
*
π→π
*
+ Hiệu số giữa mức năng lượng là khác nhau vì:
∆E = E
c
– E
t
= hν =
λ
hc
Do đó chiều dài bước sóng của các cực đại hấp phụ sẽ ngược:
****
πσππσσ
λλλλ
→→→→
<<<
nn

n
J=4 → F
J
= 20B
J=3 → F
J
= 12B
J=2 → F
J
= 6B
J=1 → F
J
= 2B
J=0 → F
J
= 0
Bài tập môn Hóa Quang phổ
Sơ đồ phổ IR áp dụng cho số sóng
υ
- Sơ đồ phổ Raman áp dụng cho số sóng:
Sơ đồ phổ Raman (phổ tán xạ)
+ Do sự tương tác giữa các tia sáng kích đối với phân tử làm biến đổi tuần hoàn lớp vỏ
electron của nguyên tử trong phân tử.
+ Điều kiện kích thích phổ Raman: Nếu trong quá trình dao động độ phân cực của phân tử bị
biến đổi còn moment lưỡng cực không thay đổi. Ta có:
0=
∂
∂
r
u

q
=

JJ'
E E−
= B[J’(J’+1) -J(J+1)]
Nếu ∆J = 0 bị cấm vì J’ = J + 0
q
υ
= B[(J+0)(J+0+1) -J(J+1)] = 0
Nếu ∆J = 2 ⇒ J’ = J + 2
q
υ
= B[(J+2)(J+2+1) -J(J+1)] = 2B(2J+3)
• Trường hợp 2:Liên hợp π - σ
Xuất hiện trong nhóm ankyl (C
n
H
2n-1
- ) ở liên kết π gây ra hiệu ứng liên hợp, các electron
trong phân tử chuyển dịch như sau:
CH
3
– CH = CH
2
→ CH
3
– CH
(+)
– CH

, r
e
=1,1508.10
-8
. Trên cơ sở quy tắc lựa chọn đối với ∆J, hãy tính toán và vẽ sơ đồ
phổ hồng ngoại (IR) và phổ tán xạ tổ hợp (theo cm
-1
).
Giải:
Áp dụng công thức khối lượng rút gọn ta có:
21
21
.
mm
mm
M
+
=
Thay vào:
)(10.24,1)(10.24,1
10.023,6
1
10.1610.14
10.16.10.14
2326
2333
33
gkgM
−−
−−

Thay vào:
B =
II
40
82
34
10.993,211
10.3.)14,3.(8
10.625,6
−−
=×
Thay vào:
B =
)(10.705,1
10.42,16
10.993,21
1
40
40
−
−
−
== cm
Ta thấy các giá trị giống nhau:
- Dựa vào quy tắc lựa chọn áp dụng cho phổ hồng ngoại (IR) để xây dựng 5 trạng thái quay đầu
tiên đối với phân tử NO
Ta có: ∆J = ±1
+ Số sóng
υ
trong phổ hồng ngoại IR: υ

F
J
= BJ(J+1) với
Ic
h
B
2
8
π
=
và
π
2
h
=
=> Như vậy 5 trạng thái đầu tiên cho phân tử NO trong phổ hồng ngoại:
J 0 1 2 3 4
F
J
=
hc
j
E
0 2B 6B 12B 20B
υ
2B 4B 6B 8B 10B
Với B = 1,705 (cm
-1
)
- Dựa vào quy tắc lựa chọn áp dụng cho phổ Raman (phổ tán xạ) để xây dựng 5 trạng thái đầu

.
Nguyên nhân:
Vậy số sóng trong phổ Raman:
)32(2 += JB
υ
VD: Đối với phổ Raman ta có:
J 0 1 2 3 4
υ
∆
6B 10B 14B 18B 22B
Khoảng cách giữa mỗi mức là 4B.
Đối với phân tử CO ứng với các vạch sóng: 22933,0 ; 22925,3 ; 22917,6 ; 22909,9 (cm
-1
)
Khoảng cách:
)(925,1
3
)(925,1
4
9,229096,22917
)(925.1
4
6,229173,22925
)(925.1
4
3,2292522933
4
4
1
1

υ
+ Phổ electron phân tử: Trong phổ electron phân tử của 2 nguyên tử, các electron chuyển dời
phải tuân theo quy tắc lựa chọn: ∆λ = 0, ±1. Chuyển dời được phép:
Σ → Σ; π → π; ∆ → ∆; Σ → π; π → ∆ cầu chuyển Σ ↔ ∆ bị cấm.
+ Phổ electron được phép chuyển dời cùng dấu: Nghĩa là:
Σ
+
↔ Σ
+
; Σ
-
↔ Σ
-
còn Σ
+
↔ Σ
-
bị cấm.
Tuy nhiên: Σ
+
↔ π và Σ
-
↔ π được phép.
Học viên: Trần Anh Sơn – Cao học Hóa 17 đợt 2
o o o o
o o o o
o o o o
hυ
υ
o