Chương 2. PHỔ HỒNG NGOẠI (IR) 2.1. Giới thiệu về phổ hồng ngoại Bức xạ hồng ngoại là vùng bức xạ nằm giữa vùng ánh sáng thấy được và vi sóng. Bức xạ hồng ngoại có tần số trong khoảng 430 THz – 300 GHz thường được hấp thụ bởi phân tử các hợp chất hữu cơ và chuyển thành năng lượng dao động phân tử. Sự hấp thụ này được lượng tử hóa tạo thành một dãy phổ dao động phân tử. Trong nghiên cứu cấu trúc các hợp chất hữu cơ thường chỉ sử dùng vùng phổ có số sóng từ 4000 đến 400 cm-1. Tần số hay bước sóng hấp thụ phụ thuộc vào khối lượng của các nguyên tử, các liên kết và cấu trúc của phân tử. Vị trí các mũi hấp thụ trong phổ hồng ngoại thường được biểu diễn dưới dạng số sóng ( ν ) với đơn vị được sử dụng hiện nay là cm-1. Bước sóng (λ) trước đây thường sử dụng đơn vị là micromet (µm = 10-6 m). Số sóng là nghịch đảo của bước sóng: cm-1 = 104/µm. Cường độ của các mũi hấp thụ có thể được biểu diễn bằng hệ số truyền qua (trasmittance, T) hoặc hấp thụ (absorbance, A). Sự liên hệ giữa hai đơn vị này thể hiện qua biểu thức: A = log10 (1/T). Cường độ các mũi hấp thụ thường được miêu tả là mạnh (m), trung bình (t), yếu (y). Do vậy, phổ hồng ngoại của hợp chất hữu cơ có dạng như hình 2.1. Trong đó, trục tung thể hiện cường độ hấp thụ của các mũi phổ, trục hoành là vị trí các mũi hấp thụ được biểu diễn dưới dạng số sóng (cm-1).
Hình 2.1. Phổ hồng ngoại (IR) của hợp chất benzyl ancol (Nguồn: Spectrometric identification of organic compounds, 2005) 2.2. Thiết bị nghiên cứu phổ hồng ngoại Thiết bị đo phổ hồng ngoại (phổ kế hồng ngoại) gồm các loại: phổ kế hồng ngoại một chùm tia dùng kính lọc, phổ kế hồng ngoại hai chùm tia tán sắc và phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier (FT–IR). Trong đó phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier là loại phổ kế hiện đại và đang được dùng phổ biến. Phổ kế này hoạt động theo nguyên tắc như hình 2.2. 8