Trong vùng phổ tử ngoại và k h ả kiến (Ultraviolet - Visible Spetrum, UV—VIS), sự h ấp th ụ của p h ân tử p h ụ thuộc vào cấu trúc electron của nó. Sự h ấp th ụ n ăn g lượng được lượng tử hoá và do các electron bị kích thích chuyển từ obitan có mức n ăn g lượng th ấp lên các o b itan có mức n ă n g lượng cao hơn gây ra.
Bước chuyển n ă n g lượng n ày tương ứng với sự h ấp t h ụ các tia sáng có bước sóng A. k hác n h a u theo phướng tr ìn h Planck:
AE = hv = h — = hcv (7.1)
Ả Trong đó:
h là h ằ n g sô" Planck;
c là tốc độ của á n h sáng;
V là tầ n s ố dao đ ộ n g của á n h sá n g ; Ầ là bước sóng của á n h sáng;
V là sốsóng (em '1).
Do cấu tạo electron của p h â n tử mà n ă n g lượng kích thích này đòi hỏi lớn h av nhỏ ứng với các tia sáng h ấp th ụ có bước sóng ngắn hav dài k h ác n h a u n ằ m trong vùng q u an g phổ tử ngoại hav k h ả kiến (từ 2 0 0 - 800nm), hoặc ở vùn g tử ngoại chân không (2 0 0nm).
M ặt khác, khi p h â n tử h ấp th ụ n ăn g lượng ứng với các bước sóng trê n còn có th ể xảy ra các quá trìn h quay phân tử hoặc làm dao động các nguvên tử trong p h â n tử nữa. Các quá trình quay p h á n tử và dao động các nguyên tử xảy ra ở đây không hoàn toàn giống với quá trìn h đã xét ở chương õ, mà nó xảy ra cùng với quá trìn h kích thích electron trong ph ân tử. Vì thế. trong một số' trường hợp, đường cong hấp th ụ của quang phổ tử ngoại không n h ữ n g có cực đại hấp th ụ ứng với quá trìn h kích thích electron mà còn có cả các pic hấp th ụ ứng vói sự quay hay dao động của p h â n tử.
Theo tín h to án g ần đ ú n g của Born — O ppenheim er. có thể biểu diễn n ă n g lượng to à n p h ầ n của p h â n tử bằng tổng của n ă n g lượng electro n (Ee), n ă n g lượng chuyển động dao động của các n h â n n g u y ên tử (Ev) và chuyển động quay của toàn p h â n tử (E,):
E pp = E e + E v + ( 7 . 2 )
Trong đú Ee ằ Ev ằ E, (7.3)
Thường thì Ee dao động trong khoảng từ (60 - 150)kcal/mol.
Ev dao động trong khoảng từ ( 1 - 10)kal/mol.
và Ej dao động trong khoảng từ (0.01 - 0.1)kcal/mol.
1ẽ Cơ sở lí thuyết của phương pháp đo phổ U V-VIS 1.1. B ư ớc c h u y ể n d ờ i n ă n g lượng
Theo Cơ học lượng tử, trạ n g th ái của electron trong phân tủ được mô tả b ằn g các h à m sóng Vị/ và giá trị năng lượng E. Đỏi với các p h á n tử gồm n h iêu nguyên tử thì các giá trị này chỉ được tín h một cách gần đúng, chắng hạn. người ta xem sự chuyen động của electron và h ạ t n h â n là độc lập nhau.
2 7 6
H àm sóng chung đặc trư n g cho toàn ph ân tử được mô tả như kết quả của t ấ t cả các h à m sóng riêng đặc trư n g cho các dạng chuyển động khác n h a u của p h â n tử nh ư sự kích thích electron (i|/e) , dao động (i|/v ) và quay (vị/j):
Đồng thòi, n ăn g lượng c h u n g của ph ân tử bằn g tổng các dạng n ăn g lượng riêng (như (7.4)).
- Bước n h ảy n ă n g lượng đối với sự kích thích electron (AE ) lớn hơn bước nh ảy n ă n g lượng của sự dao động (AEV) và lớn hơn bước nh ảy n ă n g lượng củ a sự quay ph ân tử (AE ) nhiều (hệ thức (7.5)).
Thực nghiệm cho thấy: Sự kích thích electron cần một n ă n g lượng AEe = 5 -^ l0 e V h ay 115 — 230kcal/mol ứng với AẰ vùng tử ngoại (250 - 120nm); đôi với sự kích thích dao động nguyên tử cần n ăn g lượng b ằn g AEV = 0,005eV (10_1 - lCr2kcal/mol), ứng với bước sóng kh o ản g 0,2nm ở vùng sóng ngắn.
- Khi kích thích, các electron nh ảy từ mức n àn g lượng th ấ p lên mức n ă n g lượng cao th ư ờ n g kèm theo quá trìn h kích thích dao động p h â n tử và qu ay p h â n tử. N ăng lượng kích thích lúc đó không n h ữ n g chỉ có n ă n g lượng kích thích electron m à bao gồm cả hai d ạn g n ă n g lượng trên:
(7.4)
AEe ằ A EV ằ AE (7.5)
A E „ = ( E f - E : ) ± ( E J.- E : . ) ± ( E * - E ; )
Hay AE = AE ± AEV ± AEJ (7.6)
Trong đó:
AE là n ăn g lượng kích thích electron từ trạ n g thái 1 sang t rạ n g th á i 2;
A E . là n ăn g lượng kích thích dao động từ trạ n g thái 1 sang tr ạ n g th á i 2;
AE là n ăn g lượng kích thích quay từ trạ n g th ái 1 sang trạ n g th á i 2.
Theo Cơ học lượng tử, quỹ đạo electron của các ph án tử được p h ân thành:
+ O bitan liên k ế t Ơ,7I .
+ O bitan p h ả n liên k ết o \ n .
+ O bitan không liên kết n (ở các dị tô' nh ư 0 . s, N.ệ., electron tự do).
O b i t a n ơ có m ức n ă n g lượng t h ấ p n h ấ t . O b ita n ơ ’ có mức n ă n g lư ợ n g cao n h ấ t .
Các electron n ằm ở obitan ơ gọi là electron ơ .
Các electron n ằm ở obitan n hay n gọi là electron 71 hay n.
Khi bị kích thích (hấp th ụ năn g lượng), các electron ơ sẽ nhảy từ obitan ơ san g ơ * , electron 71 nhảy từ obitan 71 sang
71 , còn các electron n n h ả y từ obitan n sang 71* hoặc ơ \
ơ - ằ ỗ*
71 — > 7 t *
Trên h ìn h 7.1 cho sơ đồ bước chuvển năng lượng của các electron tro n g p h â n tử.
278
ơ *
7 1 *
n
71
Hình 7.1. Sơ đồ bước chuyển năng iượng của các electron trong phân tử
Các nă n g lượng kích th ích cần cho các bưóc chuyển này theo thứ tự:
E . > E . > E . > E -
r r —>ơ 71 —>TT n - * ơ n —>rr (7.7)
Và các bưóc sóng X q u a n s á t được trong các bước n h ả y này:
X . <xa —ằơ 7t —>7T . < Â n - > ơ * < A.n —>71 (7.8)
1.2. Q u y lu ậ t lựa c h ọ n tro n g p h ổ e le c tro n
Electron trong p h â n tử được đặc trư n g bởi m om en động lượng obitan và m om en sp in electron.
Ngoài sô' lượng tử, tín h đối xứng của p h ân tử cũ n g đóng vai trò qu an trọng trong việc p h â n loại các trạ n g th ái của electron.
- C huyển dời e le c tro n: Q uy tắc chuyển dời giữa các t r ạ n g thái electro n tro n g p h â n tử p h ải th oả m ã n điều k iệ n trước tiên là:
AẰ = 0, ± 1 Khi tín h đến spin th ì còn đòi hỏi AS = 0.
— C huyển dời electron qua:
Aj = 0,±1 và tr ạ n g th ỏ i electron th av đổi + <-ằ - Cấm (ỹ = 0<—/- > j” = 0)
và (+<—/-ằ + ;
f.3 . N g u y ê n l í F r a n c k - C o n d o n và cư ờ ng đ ộ v ạ c h p h ổ
Mỗi bước chuyển electron đểu kèm theo bước chuyển dao động và các bước chuyển nàv đều tu â n theo quy lu ật lựa chọn theo n g u yên lí F ran ck — Condon.
Do bước chuyển từ một trạ n g th ái electron này sang một tr ạ n g th á i electron khác xảy ra r ấ t n h a n h (1 0_16s). trong khi đó dao động h ạ t n h â n xảy ra chậm hơn (1 0-13s), nên khoảng cách giữa các h ạ t n h â n h ầ u nh ư không thay đổi trong khoảng thòi gian có sự chuyển electron này.
Theo nguyên lí Fanck — Condon: Ớ trạng thái kwh thkh electron rất nhanh, bước chuyển giữa các trạng thái dao động nào không làm thay đôi khoảng cách hạt nhân sẽ có xác suất lớn nhất.
Trong giản đồ đường cong th ế năng (E) của p h án tử gồm hai n g uy ên tử th ì mổì tương qu an này th ể hiện ở đường cong thế n ă n g là h à m của k hoảng cách r. Lực giữ các nguvên tử vói nhau và do đó xác định vị trí của đường cong thê năn g sẽ phụ thuộc vào cấu h ìn h và ở trạ n g th á i kích thích thường khác vối trạng th á i cơ bản.
P h â n biệt 3 trường hợp:
a. Khi p h â n tử bị kích thích electron th ì khoảng cách cân b ằ n g giữa các ngu y ên tử lớn lên (r > r 0, hay r0 < r). đưòng cong t h ế n ă n g ở t r ạ n g th á i kích thích bị chuvển dịch 50 với trạng th á i cơ b ả n (hình 7.2.a). Bước chuvển dao động từ trạ n g thái dao động cơ b ản V” = 0 lên t r ạ n g t h ái dao động cơ bả n V' =0 ở mức kích th ích electron không phải có xác s u ấ t lớn nhất.
280
Trái lại do sự ch u y ển dịch của đường cong th ê n ă n g ở t r ạ n g thái kích th ích electro n cho n ên bước ch u y ển V ” = 0 lên t r ạ n g thái dao động cao V ” = 2 sẽ có xác s u ấ t lớn n h ấ t vì ở đây đảm bảo cho k h o ả n g cách giữa các ng u y ên tử k hô n g đổi. Ngoài ra, xác s u ấ t chuyên từ V ” = 0 lên các mức dao động k h á c sẽ có xác su ất nhỏ hơn (hình 7.2.b).
Hạt nhân đứng yên
Hình 7.2. Bước chuyển electron theo nguyên lí Franck - Condon
Do đó, đường cong hấp th ụ của phổ tử ngoại có cực đại hấp thụ lớn nhất ứng với V” = 0 —> V’ = 2 , còn các cực đại khác đều nhỏ hơn; cấu trú c đường cong phố’ là đôi xứng (hình 7.2.b).
b. Khi p h â n tử bị kích thích electron, khoảng cách cân bằng giữa các nguyên tử không đổi (r = r 0), đường cong thê năng ỏ trạ n g th ái electron cơ b ả n và trạ n g thái electron bị kích thích không bị lệch n h a u đối với khoảng cách r. Bước chuyên dao động v” = 0 —ằ V’ = 0 cú xỏc s u ấ t lốn n h ấ t . Xỏc su ấ t này sẽ bị giảm đi với sự t ă n g v” . Do đó bước ch u y ên V” = 0 -> V ’ = 0 . trong cấu trúc của phổ tử ngoại có cường độ lớn nhất, còn các đỉnh khác có cưòng độ nhỏ hơn. Đường phổ có cấu trúc bất đốì xứng (hình 7.2.Ồ).
c. P h â n tử được kích thích không bền, đường cong th ế năng biểu diễn trạ n g th á i kích thích của p h ân tử không có cực tiểu.
Nó biểu diễn sự p h â n li của phân tử, do đó năn g lượng không gián đoạn, nghĩa là t r ạ n g thái năn g lượng không được lượng tử hoá, có thê tiếp n h ậ n b ấ t kì một mức năng lượng nào. Quang phổ electron là một đường kéo dài không có các cực đại và cực tiểu ứng với bước chuyển trạ n g thái dao động.
1.4. S ự liê n q u a n g iữ a n h ó m m a n g m à u v à v ị t r í cực đại h ấ p th ụ
Các ch ất có m àu là do trong phân tử có chứa nhiểu nối đôi hay nôì ba nh ư C=C; c = 0 ; C=N; N=N; C=C; N =N .... Chúng được gọi là nhóm m a n g m àu.
Trong phô electron, các p h ân tử có chứa các nhóm mang m àu có cực đại h ấp t h ụ n ằm ở phía sóng dài hơn những phân tử không chứa chúng. Sự có m ặt của mạch liên hợp của nhiều nhóm m ang m àu tro n g p h â n tử sẽ làm cực đại chuyển dịch về phía sóng dài hơn.
282
T rong bản g 7.1 có đưa r a một sô ví dụ vê vị trí của các cực đại h ấp th ụ th ay đổi do sự th a y đổi các nhóm m ang m à u tro n g phân tử.
Bảng 7ề1. Ví dụ về vị trí các cực đại hâ'p thụ do sự thay đổi các nhóm mang màu [14]
Hợp chất emax
CH30H 183 -
c h 3n h 2 213 -
h 2c = c h 2 162 10.000
CH3CH0 167 -
C3H t-C -C H 172 4500
c h 2= c h - c h = c h 2 219 7600
c h 2= c h - c h 2- c h = o 218 18000
c h 2= c h - c h = c h 2 217 20900
1.5. Phân loại các dải hấp thụ
Trong phổ electron có các bước nh ảy electron từ quỹ đạo có mức nàng lượng th ấp san g quỹ đạo có mức n ăn g lượng cao như:
ơ -ằ ơ*:n —> 71*; n —ằ71*; n -> ơ * . Vị trớ của cỏc đỉnh hấp th ụ tương ứng với các bước n h ả y này có một số tín h chất đặc trư n g riêng, do đó, người ta p h â n ch úng t h à n h từng loại gọi là các dải hấp thụ n h ư dải R. K, B, E.
D ải R: Tương ứng với bước n h ả y n —ằ 71 .N ú x u ất hiện ở cỏc hợp c h ất có chứa các dị tô' với cặp electron tự do nh ư 0 , s , N...
và liên kết 71 trong ph ân tử (smax < 100), chuyển dịch hispsochrom trong du n g môi p h â n cực.
D ải K: X u ất hiện trong quang phổ của các q uan g phổ có hệ thông liên hộp 71 —>7t* nh ư butađien hay mesityl oxit. Nó củng x u ấ t hiện tron g các p h ân tử hợp chất vòng thơm có liên hợp với các nhóm t h ế chứa liên kết 71 như styren, benzandehit hay axetophenon.
Dải K tương ứng với bước nhảy electron 71 - ằ7t*, đặc trưng bởi độ h ấp t h ụ cao ( s max > 1 0.0 0 0).
D ải B: Đặc trư n g cho quang phổ của các p h ân tử vòng thơm và dị vòng. Benzen có dải hấp th ụ rộng chứa nhiều đỉnh cấu trỳc tin h vi, ở vựng tử ngoại gần giữa 230 và 270nm (s ằ 230).
D ải E: giống dải B, là đặc trư n g cho cấu trúc vòng thơm. Độ h ấp th ụ p h â n tử của dải E thay đổi trong khoảng từ 2000 đến
14.000.
1.6. N h ũ n g ả n h h ư ở n g làm th a y đ ổ i c ụ c đ ạ i h ấ p th ụ
Vị trí của các cực đại hấp th ụ trong phổ có th ể bị thay đôi do ản h hưởng của các yếu tô' khác n h a u như ản h hưởng của các nhóm t h ế tro ng p h ân tử của hiệu ứng lập thể. ản h hưởng của dung môi, của n hiệt độ..ỗ
1.6.1. Ảnh hưởng của nhóm thế
Các nhóm t h ế khi gắn vào các vị trí khác n h a u của phân tử sẽ làm chuyển dịch vị trí cực đại hấp th ụ của p h â n tử hoặc làm th ay đổi d ạ n g đường cong hấp thụ. Sự thay đổi này phụ thuộc vào b ả n c h ấ t của nhóm thê và vị trí của p h ân tử gắn nhóm thê.
Nêu nhóm t h ế không phải là nhóm m ang m àu và không chứa các cặp electron tự do (như các nhóm ankyl) thì sự thay đôi vị t rí của các cực đại h ấp th ụ ít, nhưng nếu là nhóm m ang màu h ay nhóm trợ m àu có liên hợp với ph ân tử thì sự th ay đổi này r ấ t rõ rệ t (bảng 7.2).
284
Bảng 7.2. Ảnh hưởng của nhóm thế đến cực đại hấp thụ
Gốc thế Hợp chất
Dải E2, K Dải B
s max > w n m ^max
-H Benzen 203 7400 254 205
-c h3 Toluen 206 7000 261 225
ư>04V
Etylbenzen 208 7800 260 220
-O H Phenol 211 6200 270 1450
-n h2 Anilin 230 8600 280 1430
-C H O Benzandehit 242 14000 280 1400
- c h = c h 2 styren 248 14000 282 760
1.6.2. Ảnh hưởng lập thể
Sự hấp th ụ của á n h sán g kích thích có liên q u a n đến cấu tạo lập th ể của p h â n tử, môi q u a n hệ th ể hiện ở các m ặ t sau:
a. T ính đ ồ n g p h ẳ n g của p h â n tử
Sự kéo dài m ạch liên hợp của p h â n tử sẽ làm cực đại hấp thụ chuyển dịch về phía sóng dài mà sự liên hợp đó chỉ có được khi ph ân tử n ằ m trê n một m ặt phang. Khi tín h đồng p h ẳ n g của phân tử m ấ t đi th ì sự liên hợp của p h â n tử bị p h á vỡ. Điều này có th ế th ấy rõ khi xét ả n h hưởng của nhóm thê ortho ở p h â n tử điphenvl. Người ta biết rằng: n àn g lượng liên hợp AE của p h ân tử theo góc 0 giữa 2 p h ầ n của ph ân tử, theo phương trình:
AE = E max.cos2e (7.9)
Khi ít p h á vỡ tín h đồng p h ẳn g của p h â n tử (9 < 30 °) thì năng lượng liên hợp AE ít th a y đổi; khi góc 0 tă n g lên nữa thì
n ăn g lượng liên hợp AE giảm đi n h a n h và khi 0 = 90°
th ì AE = 0.
Ở diphenyl góc 0 = 45°. Ằmax = 248nm, £max = 19000: khi có một nhóm C H3 ở vị trí ortho của n h â n phenvl thì A. = 236nm, £ = 10.000 (dải K), vì sự liên hợp bị phá vỡ. góc 0 >45°. Khi có m ặt của 2 nhóm CH3 ở vị trí ortho của 2 nhân phenyl thì }.m x = 262nm và s max = 800. do sự liên hợp phá vỡ ho àn toàn, sự hấp th ụ là của dái B như ớ toluen
= 261nm, emax = 225).
Hình 7.3.a. Sự sắp xếp không gian của 2 vòng benzen trong diphenyl
Hình 7.3. b. Sự phụ thuộc của năng lượng liên hợp E vào góc 9
286
T rong b ả n g 7.3 có đưa r a ả n h hưởng của nhóm t h ế ở axetophenol (dung môi rượu).
B ả n g 7 .3 Q r ị ~ c ^
Nhóm thế ^ r n a x . n m
s max 0 , 0
Không thế 2 4 3 1 3 2 0 0 0
co
o
1CN
2 4 2 8 7 0 0 4 0
2 , 6 - ( C H 3 ) 2 2 4 0 2 0 0 0 6 7
b. Ả n h hưởng của sự p h â n b ố kh ô n g g ia n của nhóm th ế đối với liên kết đôi
Các ph ân tử chứa liên k ết đôi có đồng phân cis và trans thì cực đại hấp th ụ của chúng có sự khác biệt n hư sau:
- Đồng p h â n trans có độ hấp th ụ cao hơn đồng p h ân cis.
- Cực đại hấp th ụ của đồng sóng dài một ít so với đồng p h ân - ơ đồng ph ân cis có xuất một cực đại hấp th ụ ở phía sóng
H H
cis- S tib e n Ku* = 280nm
^ max = 1 0 5 0 0 (trong rượu)
p h ân trails chuvển dịch về phía cis.
hiện thêm hoặc tăng cường độ ngắn.
tra n s- S tib e n Ảmax - '295nm c = 27000 (trong rùỢu)
D ung môi dùng để hoà ta n các ch ất để ghi phổ tử ngoại có ả n h hưởng đến vị trí và cường độ của cực đại h ấp thụ. Hiệu ứng v ật lí của dun g môi p h ụ thuộc vào bản ch ất của dung môi loại dải hấp th ụ (vớ dụ 71 -ằ 71* hay n —> 7 1 * ) và bản chất của chất hoà ta n (phân cực hay không p h â n cực).
a. P h ụ thuộc vào bản chất của d u n g môi
Tùy theo dung môi là ch ất p h â n cực mạnh. ít ph ân cực hay không p h â n cực mà ả n h hưởng nhiêu hav ít đến vị trí cực đại hấp th ụ của cỏc chất hoà tan. Trong bảng 7.4 đưa ra dỏi 71 -ằn’
của axeton tro ng các dung môi khác nhau.
1.6.3. Ả nh hưởng của dung môi
Bảng 7.4. Dải 71 -> 71* của axeton trong các dung môi khác nhau [14]
Dung môi £ mai
n-Hexan 2 7 9 1 4 , 5
Tetraclorua cacbon 2 7 9 2 0 , 0
Xiclohexan 2 8 0 1 4 , 5
Clorofom 2 7 6 1 8
Axetonitryl 2 7 5 1 6
Rươu metylic 2 7 0 1 7
Rươu etylic 2 7 1 1 6 5
Rươu r?—butylic 2 7 2 1 9 . 5
Axit fomic 2 6 2 1 7 . 5
Axit axetic 2 6 9 1 6
Axit butyric 2 7 2 1 8 , 5
Nước 2 6 5 2 3 . 6
Axit tricloaxetic 2 5 3
288
b. P hụ thuộc vào d ả i h ấp th ụ đặc trưng
Bưốc chuyển dịch electron n —> 71* (dải R) và 71 —> n' (dải K) khác biệt ỏ' cường độ h ấp th ụ và đặc biệt khác n h a u về ản h hưởng của dung môi. Khi tă n g độ th ẩ m điện của d u n g môi lên thỡ dải n -ằ n chuyển dịch về phớa súng ngắn, cũn dải 71 —> 71*
chuvển dịch vể phía sóng dài, tuy nhiên cũng có nh iều trường hợp ngoại lệ.
Bảng 7.5. Sựhâp thụ của oximesityl trong các dung môi khác nhau [14]
Dung môi
Độ thẩm
điện môi
71 —> 71* 71 —> 71*
c n r 1 nm £m a x
^max>
cm~1 nm £ max
CHCI3 4,81 42000 238 10800 31800 315 53
(0.13M C2H5OH) - - - - - - -
C H3O H 32,6 42200 2 3 7 10200 32400 3 0 9 57
C H3C N 3 7 , 5 42700 2 3 4 8600 31800 314 33
h2 0 81,7 41200 2 4 3 - - - -
c. P hụ thuộc vào bản chất của chảt hoà tan
Các ản h hưởng của dun g môi đến vị trí cực đại hấp thụ thường do sự liên hợp hoặc sự tương tác yếu giữa p h ân tử dung môi và chất tan. N hữ ng hợp ch ất ph ân cực hoặc những hợp chất có dạng ion ở trạ n g th ái cơ b ản hay bị kích thích phải có sự tương tác m ạnh vói dun g môi hơn là các ph ân tử không p h ân cực, do đó khi thay đổi dun g môi thì vị trí h ấp th ụ cực đại của các chất ph ân cực phải th av đổi n h iều hơn các chất không p h â n cực.
Bảng 7.6. Ảnh hưởng của dung môi đến vị trí của chất không phân cực (Flavoxantin)
Dung môi v max' cm ’1 x mai, nm V o*, cm-1
Etepetrol 22200 450 23700 422
Hexan 22300 449 23700 422
Etanol 22400 448 23800 421
Metanol 22400 447 2 3 8 0 0 420
2. K ĩ thuật thực nghiệm
2.1. Nguyên lí cấu tạo p h ổ k ế tử ngoại và khả kiến (UV-VIS) T r ê n h ìn h 7.4 có đưa r a sơ đồ ngu y ên lí cấu tạo phổ kế U V -V IS :
Hình 7.4. Sơ đồ khối của phổ kê UV-VIS.
2.1.1. N g u ổn s á n g
D ùn g đèn đơteri cho vùng tử ngoại (200 - 350nm) đèn tu n g s te n cho vùng k h ả kiến (350 — lOOOnm).
290
2.1.2. Bộ đơn sắc
D ùng lăn g k ín h thạch a n h L ittron hay cách tử n h iễu xạ.
a. L ă n g k ín h thạch an h
Q ua lăn g k ín h th ạch a n h thì các tia sáng có m àu sắc khác nhau sẽ bị khú c xạ và lệch đi các góc k h ác n h a u so với tia tới.
- Các tia tử ngoại bị khúc xạ m ạ n h n h ấ t Oệch góc lớn nhất).
- Các tia m àu đỏ bị khúc xạ yếu n h ấ t (lệch góc nhỏ nhất).
- Các tia có bước sóng t ru n g gian bị khúc xạ ở các mức trung gian k h ác n h a u (lệch các góc k h ác nhau).
Người ta thường cho một động cơ làm quay lăng kính thạch anh, qua khe ra và m ặ t p h ẳ n g tiêu điểm n h ậ n được các bức xạ điện từ đơn sắc có X xác định. T rên h ình 7.5 có vẽ sơ đồ tạo bức xạ điện từ đơn sắc d ù n g lăn g k ín h th ạ c h anh.
Hình 7.5. Máy tạo bức xạ điện từ đơn sắc dùng lăng kính thạch anh b. Cách tử
Trong cách tử, chùm bức xạ điện từ đa sắc đi qua cách tử, nhò hiện tượng nhiễu xạ á n h sán g m à được tách r a th à n h các tia đơn sắc.
H ì n h 7.6 . M áy tạ o b ứ c x ạ điện từ đơn s ắ c d ù n g c á c h tử n h iễu xạ.
c. P olychrom ator
Đê n h ậ n được bức xạ điện từ đơn sắc trong một vùng phô rộng hơn, người ta dù ng polychorom ator (thay cho láng kính th ạch an h hay cách tử).
Trong polvchoromator. nguồn bức xạ điện từ đa sắc. có bước sóng khác n h au được chiếu q u a khe vào, chiếu vào cách tứ vòng cầu. ơ đây, do hiện tượng nhiễu xạ á n h sáng mà ta nhận được các tia án h sáng đơn sắc với bước sóng xác định (/.). Các tia ánh sáng này được tập hợp lại ở phim chụp ảnh. Dùng polyehromator ta sẽ n h ậ n (tược lần lượt các tia bức xạ điện từ đơn sắc trong một vùng phô rộng.
Bức xạ điện từ đơn sắc có ý nghĩa qu an trọng và quyết định trong phép đo phố hấp t h ụ electron vùng ƯV-VIS. nó cho phép tă n g các chỉ tiêu của phép p h â n tích như: độ nhạy, độ chọn lọc.
độ chính xác, độ tin cậy của phép đo.
292