ν = c/λ [s -1 = Hz] ν = [cm -1 ] ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS c = m/s cos x H = H o E = E o cos x c = λν 1 ν = _ λ

Transkrypt

1 ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS LABORATORIUM Z MBS. ROZWIĄZYWANIE WIDM kolokwium NMR 23 kwietia 208 IR maja 208 złożoe czerwca 208 poiedziałek czwartek piątek H NMR IR widm złoż TEORIA 8 czerwca 208 ZALICZENIE KAŻDEJ CZĘŚCI 60% SUMY PUNKTÓW OCENA Z PRZEDMIOTU ŚREDNIA ARTTMETYCZNA z PKTÓW i 2 Podręcziki:. R. M. Silverstei, G. C. Bassler SPEKTROSKOPOWE METODY IDENTYFIKACJI ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH 2. Praca zbiorowa pod redakcją W. Zielińskiego i A. Rajcy METODY SPEKTROSKOPOWE I ICH ZASTOSOWANIE DO IDENTYFIKACJI ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH 3. H. Guter SPEKTOROSKOPIA MAGNETYCZNEGO REZONANSU JĄDROWEGO. Z. Kęcki PODSTAWY SPEKTROSKOPII MOLEKULARNEJ 5. R. A. W. Johse, M. E. Rose SPEKTROMETRIA MAS Natura promieiowaia elektromagetyczego Promieiowaie elektromagetycze jest drgaie pola elektryczego, któremu warzyszy drgaie pola magetyczego c = m/s H E E = E o cos x H = H o cos x gdzie: E o, H o amplitudy odpowiedich składowych Długość fali promieiowaia λ jest odcikiem drogi promieiowaia, a którym mieści się jede okres drgaia pola, czyli jedo drgaie. ν = c/λ [s - = Hz] Częsść drgaia ν liczba drgań przypadająca a s c = λν Liczba falowa ν - liczba drgań pola a cm drogi promieiowaia [cm - ] ν = _ λ jeżeli liczba drgań a s λ promieiowaie przebędzie w ciągu s drogę c cm liczba falowa ν ν =ν/c poieważ ν = c/λ ν/c = /λ _ ν = [cm - ] λ

2 W ośrodku materialym c > u c = λν u = λ ν poieważ ν ie zależy od środowiska λ < λ ν u oraz Współczyik załamaia promieiowaia ssuek prędkości rozchodzeia się promieiowaia w próżi do prędkości rozchodzeia się promieiowaia w ośrodku materialym. = _c u dyspersja współczyika załamaia = f(ν) lub = f(λ) gdzie: u szybkość rozchodzeia się promieiowaia w ośrodku materialym c szybkość rozchodzeia się promieiowaia w próżi Cechy jakościowe promieiowaia: długość fali λ częsść drgań a sekudę ν _ liczba falowa, czyli częsść drgań a cm ν Charakter korpuskulary promieiowaia Wielkość pojedyczego kwatu eergii promieiowaia, tzw. fou, określa zależość Placka: E = hν E = h ν c gdzie: h uiwersala stała fizycza, tzw. stała Placka h = J s eergia mola foów = eistei Promieiowaie moża podzielić a: polichromatycze występują fale o różej długości, czyli o różych częsściach moochromatycze fale o jedej długości Cechy ilościowe promieiowaia: itesywość promieiowaia I eergia przechodząca w ciągu s przez cm 2 powierzchi prospadłej do kieruku biegu promieiowaia (dla promieiowaia moochromatyczego itesywość promieiowaia może być rozumiaa jako liczba foów przechodzących w ciągu s przez cm 2 powierzchi) gęsść promieiowaia ρ - eergia (proporcjoala do iej liczba foów moochromatyczych) zawarta w cm 3 apromieiowaego układu I = ρ c

3 Eergia cząsteczek traslacyja eergia związaa z przemieszczaiem się całych cząsteczek w przestrzei Zadaia aparatury spektroskopowej: przeprowadzić aalizę jakościową promieiowaia (określić ν, ν oraz λ) faza gazowa i ciekła ruch bezwłady i ieuporządkoway; cząsteczki zderzają się wzajemie i przekazują sobie eergię kietyczą faza stała drgaia cząsteczek wokół ich położeń rówowagi w sieci krystaliczej rotacyja wyika z wirowaia cząsteczki wokół własej osi przeprowadzić aalizę ilościową promieiowaia po oddziaływaiu z molekułami stwierdzoe zmiay w promieiowaiu są wierym odbiciem cech molekuł oscylacyja związaa z osylacjami amów cząsteczki wokół położeia rówowagi Spie swobody osylacji cząsteczki ieliiowe = 3 6 cząsteczki liiowe = 3 5 gdzie liczba amów w cząsteczce eergia elektroów eergia kietycza elektroów w cząsteczce oraz eergia potecjala przyciągaia elektroów przez jądra i odpychaia ich przez sąsiadujące elektroy. eergia wewątrzjądrowa eergia kietycza i potecjala ukleoów jądra cząsteczki Schemat poziomów skwawaej eergii wewętrzej jądrowa Poziomy eergetycze eergia wewętrza k absorpcja E = hν emisja Poziomy: traslacyje rotacyje oscylacyje elektroowe oscylacyja ν J jądrowa traslacyja rotacyja elektroowa

4 _w _E h_ν = exp[-kt ] = exp[- kt ] OBSADZANIE POZIOMÓW ENERGETYCZNYCH W ZALEŻNOŚCI OD STOSUNKU kt oraz E Fukcja rozkładu eergii Boltzmaa Ew ENERGIA Ew - E= E = hν E 3 2 w Gdy _ = E=0 (ν=0) lub T= w Gdy _ = 0 E= (ν= ) lub T=0 kt 0 0 Kształt i szerokość koturu pasma Naturale przyczyy rozmycia pasm: rozmycie skwawaych poziomów eergetyczych, między którymi astępuje emisyje lub absorpcyje przejście Widmo ideale zasada ieozaczoości Heiseberga ε - szerokość poziomu eergetyczego τ - czas życia cząstki a daym poziomie eergetyczym Widmo rzeczywiste ετ π ετ h/2π Parametry pasma spektralego Naturale przyczyy rozmycia pasm: częsść ν0 itesywość w maximum Imax efekt Dopplera itesywość itegrala I ν2 + I = Idν I = Idν - ν ν/2 Imax I szerokość połówkowa ν/2

5 Rodzaje spektroskopii Spektroskopie dzieli się w oparciu o kryterium. rodzaju eergii cząsteczek, która a skutek kwawaia umożliwia przejścia między poziomami eergetyczymi spektroskopia elektroowa spektroskopia oscylacyja spektroskopia rotacyja spektroskopia elektroowego rezoasu paramagetyczego spektroskopia jądrowego rezoasu magetyczego 2. pochłaiaia lub emisji foów przez substację oddziaływującą z promieiowaiem spektroskopia emisyja spektroskopia absorpcyja spektroskopia rozpraszaia (Ramaa) Rodzaje spektroskopii 3. wielkość foów promieiowaia, które są emiwae, absorbowae lub rozpraszae (zakres widma promieiowaia elektromagetyczego) SPEKTROSKOPIA radiospektroskopia mikrofalowa w podczerwiei jądrowego rezoasu magetyczego (NMR) rotacyja elektroowego rezoasu paramagetyczego (EPR) (IR) oscylacyja (Ramaa) w obszarze widzialym i adfiolecie (UV-vis) elektroowa (Ramaa) MHz GHz cm m m