IDENTYFIKACJA ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH METODAMI SPEKTROSKOPOWYMI SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI (IR)

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "IDENTYFIKACJA ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH METODAMI SPEKTROSKOPOWYMI SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI (IR)"

Transkrypt

1 IDENTYFIKACJA ZWIĄZKÓW ORGANICZNYC METODAMI SPEKTROSKOPOWYMI SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI (IR) Metodą o bardzo dużym znaczeniu w organicznej analizie strukturalnej jest spektroskopia w podczerwieni (spektroskopia IR), obejmująca zakres promieniowania od 2.5 do 20 µm (4000 do 500 cm -1 ). Energia kwantów w tym zakresie długości fal jest zbyt mała, by spowodować wzbudzenia elektronowe, ale wystarcza do wywołania zmian energii oscylacji atomów wokół położeń równowagi oraz energii rotacji cząsteczek wokół własnej osi. W wyniku absorpcji promieniowania amplituda odchyleń ze stanu równowagi (a więc i energia) może wzrosnąć i cząsteczka zostaje wzbudzona przechodzi na wyższy poziom energetyczny. Rejestrując zależność natężenia przepuszczanego promieniowania (procent transmitancji) od długości fali lub liczby falowej uzyskuje się krzywą widmową, na której widoczne są poszczególne pasma absorpcji. Transmitancja równa 100% oznacza, że cała energia przechodzi przez badaną próbkę, natomiast niższa transmitancja oznacza, że pewna część energii została zaabsorbowana. Tak więc każdy sygnał skierowany w dół widma odpowiada absorpcji energii. Cząsteczki w fazie gazowej rotują dość swobodnie, dlatego w widmie gazu można zaobserwować przejścia oscylacyjno-rotacyjne. W przypadku cieczy i ciał stałych obrót cząsteczek wokół własnej osi jest zahamowany poprzez oddziaływania międzycząsteczkowe. W związku z tym widma ciał stałych i cieczy są widmami oscylacyjnymi, a zmiana energii rotacji powoduje poszerzenie pasm absorpcyjnych. Wśród drgań oscylacyjnych rozróżniamy drgania walencyjne (rozciągające), podczas których następuje zmiana długości wiązań oraz drgania deformacyjne, polegające na zmianach kątów między wiązaniami. Każde z tych drgań może spowodować absorpcję w podczerwieni tylko wtedy, gdy odpowiada mu zmiana momentu dipolowego cząsteczki. Cząsteczka wzbudzona promieniowaniem podczerwonym wraca do stanu podstawowego wydzielając pochłoniętą energię w postaci ciepła. 1

2 Do wykonania pomiaru widma trzeba użyć kilku miligramów substancji. Ciecze bada się w postaci filmu kapilarnego powstałego przez ściśnięcie kropli między dwiema płytkami Na. Lotne ciecze trzeba umieszczać w zamykanych kuwetach z przekładkami. Ciała stałe bada się w postaci pastylek, otrzymanych przez roztarcie lub zmielenie badanej substancji z KBr, a następnie sprasowanie otrzymanej mieszaniny w postać tabletki. Inna metoda polega na roztarciu kilku miligramów substancji z kroplą oleju parafinowego (tzw. nujolu) i ściśnięciu otrzymanej pasty między płytkami z Na. Do badania cieczy rozpuszczających Na trzeba stosować płytki z KRS-5 (TlBr, TlJ), chlorku srebra(i), Irtanu. W widmach IR można wyróżnić kilka obszarów, w których występują pasma charakterystyczne dla różnego rodzaju wiązań: 1. W zakresie cm -1 występują pasma odpowiadające charakterystycznym drganiom rozciągającym wiązania O-, N-, C- i S-. Tworzenie wiązań wodorowych przez alkohole, aminy, kwasy i inne związki powoduje zmniejszenie częstotliwości odpowiednich drgań rozciągających i jednoczesne poszerzenie odpowiadających im pasm. W widmach wyżej wymiennych grup związków w roztworach rozcieńczonych (stężenie ok M), gdzie asocjacja cząsteczek jest mocno ograniczona, obserwuje się zwykle wąskie pasma przy charakterystycznych częstotliwościach. 2. Zakres cm -1 jest charakterystyczny dla pasm odpowiadających drganiom rozciągającym wiązań potrójnych C C, C Noraz skumulowanych wiązań C=C=C. Uczestniczące w tych wiązaniach atomy wykazują hybrydyzację typu sp. 3. W zakresie cm -1 występują pasma odpowiadające drganiom rozciągającym wiązań podwójnych C=C, C=O, C=N, N=N oraz wiązań półtorakrotnych (np. pierścieni aromatycznych, grupy nitrowej, jonu karboksylanowego). Ponadto w zakresie tym występują pasma odpowiadające drganiom deformacyjnym grup N-. 4. Zakres cm -1, zwany obszarem daktyloskopowym, jest charakterystyczny dla cząsteczki jako całości (tzw. odcisk palca ). Wygląd widma w tym zakresie jest różny dla różnych substancji, co pozwala zidentyfikować daną substancję przez porównanie 2

3 jej widma z widmem związku o znanej budowie. W zakresie tym występują pasma odpowiadające drganiom rozciągającym wiązań pojedynczych C-C, C-N, C-O itd., które są niecharakterystyczne, a ponadto szereg pasm odpowiadających drganiom deformacyjnym, np. drganiom deformacyjnym grup metylowych i metylenowych odpowiadają częstotliwości od 1480 do 1350 cm -1. Poszczególne ugrupowania atomów absorbują promieniowanie podczerwone w dość wąskim zakresie częstości, niezależnie od struktury reszty cząsteczki. Stąd, spektroskopia w podczerwieni jest świetną metodą identyfikacji grup funkcyjnych. Alkany i cykloalkany W widmach węglowodorów nasyconych obserwuje się pasma absorpcyjne odpowiadające czterem rodzajom drgań: rozciągającym C-C i C- oraz deformacyjnym C- C i C-. Najbardziej diagnostyczną wartość mają następujące pasma: Zakres liczb falowych (cm -1 ) Rodzaj drgań C- rozciągające asymetryczne grupy C symetryczne grupy C asymetryczne grupy C symetryczne grupy C C- deformacyjne asymetryczne nożycowe grupy C asymetryczne nożycowe grupy C symetryczne nożycowe grupy C C-C deformacyjne szkieletowe poza płaszczyznę -C-C szkieletowe poza płaszczyznę -C-C C-C w cykloalkanach Alkeny W widmach alkenów, oprócz pasm typowych dla alkanów, pojawią się pasma drgań rozciągających i deformacyjnych wiązań =C- oraz drgań rozciągających wiązań C=C. Rodzaj drgań, zakres (cm -1 ) Rodzaj alkenu rozciągające RC=C =C- deformacyjne C=C rozciągające nadtony R 2C=C RC=CR, trans RC=CR, cis R 2C=CR

4 Alkiny W widmach alkinów obserwuje się charakterystyczne pasma absorpcyjne związane z drganiami rozciągającymi wiązania potrójnego pomiędzy atomami węgla oraz sąsiedniego wiązania sigma C-. Odpowiadające im zakresy liczb falowych to: oraz cm -1. Węglowodory aromatyczne Charakterystyczne pasma absorpcyjne pierścienia aromatycznego związane są z drganiami wiązania C ar- rozciągającymi ( cm -1 ) oraz deformacyjnymi ( cm -1 ). W tym drugim zakresie obraz widma uzależniony jest od sposobu podstawienia pierścienia aromatycznego; liczba i położenie sygnałów wynika z ilości sąsiadujących ze sobą atomów wodoru, a nie z rodzaju podstawników. Sposób rozmieszczenia podstawników w pochodnych benzenu można także określić w oparciu o tzw. nadtony i pasma kombinacyjne drgań deformacyjnych wiązań C ar-. Pasma te pojawiają się w rejonie cm -1 widma. Dla drgań rozciągających szkieletowych wiązań C=C w płaszczyźnie pierścienia pojawiają się zazwyczaj cztery wąskie pasma w obszarze cm -1. Jednakże obecność innych grup może utrudniać ich identyfikację. Typ podstawienia Mono- Orto- 1,2- Meta- 1,3- Para- 1,4- Zakres (cm -1 ) (czasem brak) Nadtony Typ podstawienia Zakres (cm -1 ) 1,2, (czasem brak) ,2, (czasem brak) 1,3, czasem brak Nadtony Alkohole i fenole Obecność grupy wodorotlenowej w cząsteczce skutkuje pojawieniem się pasm absorpcyjnych związanych z drganiami wiązań O- i C-O. Drganiom rozciągającym wiązania O- odpowiadają pasma w obszarze cm -1, a ich położenie i kształt zależą od możliwości tworzenia przez badany związek wiązań wodorowych. Cząsteczki swobodne, niezasocjowane dają ostry sygnał w zakresie cm -1. Pasmo takie jest 4

5 widoczne tylko dla substancji w stanie gazowym lub w bardzo rozcieńczonych roztworach w rozpuszczalnikach niepolarnych. Wraz ze wzrostem stężenia tworzą się dimery i asocjaty. Dodatkowe pasma z tym związane występują przy mniejszych częstościach, odpowiednio w rejonie cm -1 oraz cm -1. Wzrost stężenia roztworu zwiększa intensywność pasm zasocjowanej grupy O- i jednocześnie zmniejsza natężenia pasm wolnej grupy O- (patrz widma butan-2-olu poniżej). Pasma odpowiadające drganiom deformacyjnym wiązania O- występują w obszarze cm -1, jednakże nie mają znaczenia diagnostycznego ze względu na ich niewielką intensywność. Natomiast pasma w zakresie cm -1 pochodzące od drgań rozciągających wiązania C-O pozwalają niekiedy określić rzędowość alkoholu: alkohol I-rzędowy cm -1 alkohol II-rzędowy cm -1 alkohol III-rzędowy cm -1 Aminy Najbardziej charakterystyczne pasma absorpcyjne amin odpowiadają drganiom rozciągającym wiązań N- w grupie aminowej. Pasma te pojawiają się w zakresie cm -1. W przypadku amin pierwszorzędowych, nie tworzących wiązań wodorowych, obserwuje się dwa ostre pasma w okolicach 3500 i 3400 cm -1. Asocjacja cząsteczek powoduje przesunięcie pasm w kierunku mniejszych wartości liczb falowych oraz ich poszerzenie. Aminy II-rzędowe dają w tym obszarze jedno szerokie pasmo. Natomiast aminy III-rzędowe, ze względu na brak układu N-, w tym zakresie nie absorbują. Drganiom deformacyjnym wiązań N- odpowiadają dość ostre pasma w obszarze cm -1 oraz szerokie pasma w zakresie cm -1. W widmach amin obserwuje się także pasma absorpcyjne drgań rozciągających wiązania C-N. W przypadku amin alifatycznych są to słabe pasma w zakresie cm -1, natomiast w przypadku amin aromatycznych są to silne pasma leżące w rejonie cm -1. 5

6 Związki karbonylowe Widma wszystkich związków zawierających ugrupowanie C=O charakteryzują się intensywnym pasmem w rejonie cm -1. Pasmo to odpowiada drganiom rozciągającym wiązania karbonylowego C=O. W widmach ketonów pojawia się ono przy ok cm -1 i pozycję tę uznano za typową dla grupy karbonylowej, na którą nie mają wpływu żadne oddziaływania. W przypadku innych związków zawierających to ugrupowanie, dokładne położenie pasma grupy C=O zależy od wielu czynników: a. oddziaływań międzycząsteczkowych z udziałem grupy karbonylowej następuje obniżenie częstości absorpcyjnej, b. efektu indukcyjnego im większa elektroujemność podstawnika przy węglu grupy karbonylowej, tym większa częstość (przesunięcie pasma na lewo), c. efektu mezomerycznego im większy efekt sprzężenia z wolną parą elektronową, tym mniejsza częstość (pasmo przesuwa się w prawo). Oba efekty elektronowe, indukcyjny i mezomeryczny, często występują jednocześnie i dają efekt wypadkowy. Grupy silnie elektronoakceptorowe wykazują mniejszy efekt mezomeryczny. Dla większości heteroatomów (O, ) przeważa więc efekt indukcyjny, efekt mezomeryczny wyraźnie przeważa dla atomów azotu. Rozgałęzienie przy atomie węgla α (alfa) w ketonach obniża częstość absorpcji. Podstawniki elektronoakceptorowe w położeniach orto i para pierścienia aromatycznego bezpośrednio związanego z grupą karbonylową zwiększają częstość pasma grupy C=O, natomiast podstawniki elektrodonorowe ją zmniejszają. Poniższa tabela pokazuje zakresy liczb falowych, w których pojawiają się pasma drgań rozciągających wiązania C=O dla poszczególnych klas związków, zawierających grupę karbonylową. Ketony Aldehydy Klasa związków Zakres liczb falowych (cm -1 ) Typ efektu nasycone niecykliczne rozgałęzione przy węglu α α,β-nienasycone nasycone aromatyczne α,β-nienasycone Kwasy karboksylowe nasycone - monomer, - dimer aromatyczne α,β-nienasycone α-halogenokwasy ok ok ok mezomeryczny indukcyjny indukcyjny Estry (nasycone) mezomeryczny, indukcyjny Bezwodniki kwasowe mezomeryczny, indukcyjny Chlorki kwasowe indukcyjny Amidy Peptydy mezomeryczny 6

7 Dodatkowe pasma absorpcyjne dla wyżej wymienionych związków związane są z drganiami rozciągającymi lub deformacyjnymi pozostałych ugrupowań, innych niż grupa karbonylowa, a więc wiązań takich jak: C-, O-, N-, C-O. Przede wszystkim będą to pasma absorpcyjne charakterystyczne dla węglowodorów. Pasma charakterystyczne innych grup funkcyjnych przedstawia poniższe zestawienie: Klasa związków Rodzaj drgań Grupa Zakres (cm -1 ) Aldehydy rozciągające C- -C(=O) Kwasy karboksylowe rozciągające O- O wolna O zasocjowana rozciągające C-O -C(=O)-O- w dimerach Estry rozciągające C-O -C(=O)-O-R Bezwodniki rozciągające C-O-C niecykliczne cykliczne ok alogenki kwasowe rozciągające C-X -C(=O)-X Amidy rozciągające N- deformacyjne N- (tzw. drugie pasmo amidowe) rozciągające C-N I-rzędowe, -N 2 wolna -N 2 zasocjowana II-rzędowe, -N- wolna -N- zasocjowana I-rzędowe, -N 2 wolna -N 2 zasocjowana II-rzędowe, -N- wolna -N- zasocjowana I-rzędowe II-rzędowe 3500 i i Charakterystyczne częstości grup funkcyjnych wybranych związków, wcześniej nie omówionych, przedstawia poniższa tabela: Klasa związków Rodzaj drgań Zakres (cm -1 ) Nitrozwiązki rozciągające -NO Nitrozozwiązki rozciągające -N=O Nitryle rozciągające -CN Kwasy sulfonowe rozciągające O=S=O Tiole rozciągające -S rozciągające -C- (-S-C-)

8 SPEKTROSKOPIA MAGNETYCZNEGO REZONANSU JĄDROWEGO (NMR) Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (ang. Nuclear Magnetic Resonance, NMR) jest obecnie najbardziej użyteczną metodą spektroskopową do badania struktury związków organicznych. Dane uzyskane tą metodą, połączone z wynikami spektroskopii mas MS (określenie wzoru i wielkości cząsteczki) oraz spektroskopii IR (informacje o rodzaju grup funkcyjnych,) umożliwiają całkowite określenie struktury nawet bardzo złożonych cząsteczek. Magnetyczny rezonans jądrowy wykorzystuje zjawisko kwantowanych przejść energetycznych niektórych jąder atomowych. Wszystkie cząstki elementarne budujące atomy pierwiastków oraz jądra atomów wykazują zdolność do obrotu wokół własnej osi z pewną prędkością kątową. Ruch ten, określany spinem, charakteryzowany jest przez moment pędu i jest wielkością kwantowaną. Cząstki obdarzone ładunkiem poruszając się generują własne pole magnetyczne, stają się dipolami magnetycznymi o dość chaotycznej orientacji w przestrzeni. Jeżeli przyłożymy zewnętrzne pole magnetyczne, to dipole te zostaną ułożone zgodnie z liniami sił przyłożonego pola. Poprzez dostarczenie dodatkowej energii można zmienić orientację mikroskopijnego magnesu w tym polu, zmieniając jednocześnie przypisaną mu energię. Ponieważ energia cząstek jest kwantowana, możliwe zmiany orientacji spinu wynikają z liczb kwantowych określających jego wielkość. Są to: spinowa liczba kwantowa I oraz magnetyczna spinowa liczba kwantowa m (wartości od I do I co 1). W przypadku protonu, który jest jądrem atomowym wodoru, wartość spinowej liczby kwantowej wynosi ½, stąd magnetyczna spinowa liczba kwantowa przyjmuje tylko dwie wartości: -½ oraz ½. W przypadku protonu możliwe są więc dwa stany kwantowe o różnej energii, pomiędzy którymi można dokonać przejść energetycznych wskutek absorpcji promieniowania elektromagnetycznego. Przejście takie nastąpi wtedy, gdy energia promieniowania dokładnie zrówna się z różnicą energii pomiędzy tymi stanami kwantowymi. Spiny jądrowe chaotycznie ułożone w przestrzeni Spiny jądrowe w zewnętrznym polu magnetycznym Możliwe przejścia energetyczne 0 E 2 E 1 hv Jądra atomów, dla których spinowa liczba kwantowa I przyjmuje wartość ½ lub wielokrotność tej liczby, w zewnętrznym polu magnetycznym zachowują się podobnie jak protony. Należą do nich jądra zawierające nieparzystą liczbę protonów lub neutronów, 8

9 np. 1, 13 C, 15 N, 19 F, 31 P oraz jądra o nieparzystej liczbie zarówno protonów jaki i neutronów, np. 2, 14 N. Z punktu widzenia chemii organicznej najbardziej użyteczne w spektroskopii są widma protonowego rezonansu magnetycznego ( 1 NMR) oraz węglowego rezonansu magnetycznego ( 13 C NMR). Jądro ulegające wzbudzeniu i następnie powracające do podstawowego stanu energetycznego znajduje się w rezonansie, a częstotliwość promieniowania, przy której wzbudzenie jądra jest możliwe, jest częstością rezonansową. Ilość energii potrzebna do wzbudzenia jądra, a zatem częstość rezonansowa, jest proporcjonalna do natężenia (indukcji) zewnętrznego pola magnetycznego oraz pewnej stałej charakterystycznej dla tego jądra. Stan rezonansu osiąga się albo przez zmianę natężenia pola magnetycznego, albo przez zmianę częstotliwości promieniowania. Jednak większość widm zapisuje się zmieniając natężenie pola przy utrzymaniu stałej częstotliwości. Dostępne powszechnie spektrometry NMR działają przy częstotliwości 200, 300 i 400 Mz, a nawet 600 lub 900 Mz. Przyjęto, że natężenie pola wzrasta w kierunku od lewej do prawej strony, czyli przesuwając się od lewej ku prawej przechodzi się do obszaru o większym natężeniu pola, a przesuwając się od prawej ku lewej do obszaru o mniejszym natężeniu pola. Ilość sygnałów w widmie W przypadku substancji składającej się wyłącznie z jednego rodzaju atomów (np. gazowego wodoru) rejestrowane w warunkach eksperymentu NMR widmo składa się zazwyczaj z jednej ostrej linii, gdyż wszystkie jądra są jednakowe i znajdują się w tym samym polu magnetycznym (patrz, rysunek wyżej). W przypadku substancji o bardziej złożonej budowie, zawierającej różne atomy i wiązania, atomy wodoru obecne w tej cząsteczce absorbują promieniowanie elektromagnetyczne o różnej częstotliwości. Podobnie będzie z jądrami atomów węgla. Jest to efekt wynikający ze struktury cząsteczki, a więc z różnego otoczenia chemicznego (elektronowego) jąder obserwowanych w danym eksperymencie NMR. W cząsteczce, oprócz elektronów stanowiących zręby atomowe, obecne są elektrony niewiążące oraz elektrony tworzące różnorakie wiązania (sigma, pi), często spolaryzowane na skutek różnicy elektroujemności atomów. Elektrony te, jak każda cząstka elementarna, są w stałym ruchu, a ponieważ są obdarzone ładunkiem, ich ruch generuje pole magnetyczne o biegunowości przeciwnej lub takiej samej w porównaniu z zewnętrznym polem 9

10 magnetycznym. W rezultacie jądra atomów wodoru, węgla lub innych znajdują się w polu mniejszym lub większym, niż to generowane przez aparat NMR. Jest to pole będące wypadkową pola aparatu i pola generowanego przez elektrony znajdujące się w danym fragmencie cząsteczki. To wypadkowe pole dla jąder atomowych tego samego rodzaju będzie różne, jeżeli jądra te będą różniły się otoczeniem elektronowym. Jądra takie określane są jądrami nierównocennymi chemicznie i w widmie NMR uzyskamy zbiór sygnałów, których ilość odpowiada ilości jąder nierównocennych w danej cząsteczce związku chemicznego. Jądra tego samego rodzaju o jednakowym otoczeniu elektronowym są jądrami równocennymi i dają jeden sygnał w widmie NMR. W przypadku widm protonowych istnieją dwie możliwości wystąpienia równocenności chemicznej. Po pierwsze, protony równocenne to takie, które związane są z tym samym atomem węgla, a atom ten może ulegać swobodnej rotacji. Na przykład w cząsteczce chlorometanu trzy protony grupy metylowej są równocenne, a ich pojedynczy sygnał ma postać tzw. singletu. Po drugie, identyczne otocznie chemiczne mają protony związane z różnymi atomami węgla, ale pozycje tych protonów są strukturalnie nierozróżnialne. Na przykład, w widmie p-ksylenu występują dwa sygnały o względnym natężeniu 3:2. Cząsteczka p-ksylenu jest symetryczna, obie grupy metylowe znajdujące się po przeciwnych stronach pierścienia aromatycznego znajdują się w tym samym otoczeniu elektronowym. Sześciu protonom obu grup -C 3 odpowiada jeden sygnał (singlet) występujący przy δ = 2.3 ppm. Cztery protony pierścienia aromatycznego nie różnią się między sobą, więc odpowiada im także pojedynczy sygnał. Jednakże protony te wykazują inne otoczenie elektronowe niż grupy metylowe, dlatego sygnał im odpowiadający pojawia się na widmie NMR w innym miejscu, przy δ = 7 ppm C C Poprawne określenie ilości sygnałów obserwowanych w widmie albo określenie ilości różnych grup atomów na podstawie widma jest istotnym elementem pomagającym ustalić strukturę związku. Najprostszym kryterium określania równocenności atomów jest tzw. kryterium podstawienia, według którego atomy równocenne to takie, których podstawienie da zawsze taką samą pochodną. 10

11 Br Br Br protony równocenne homotopowe struktury tożsame chemicznie a a Br b Br b R R R protony nierównocenne enancjotopowe enancjomery a Br F Br a Br R b protony nierównocenne R b R F diastereotopowe diastereoizomery Przesunięcie chemiczne Położenie sygnału absorpcji w widmie NMR można wyrazić albo w skali częstotliwości (w hercach), albo w skali indukcji magnetycznej (w teslach). Obecnie stosuje się skalę częstotliwości, tj. skalę delta (δ). Zgodnie z definicją, jednostka skali δ odpowiada jednej części milionowej (1 ppm, ang. part per milion) częstości roboczej aparatu NMR. Położenie pasma określa się nie za pomocą bezwzględnej wartości częstotliwości, lecz przez odniesienie do położenia pasma absorpcji względem wzorca. Związkiem stosowanym najczęściej jako wzorzec jest tetrametylosilan [(C 3) 4Si, tzw. TMS]. Wszystkie protony w TMS są równocenne i dają pojedynczy sygnał absorpcyjny zarówno w spektroskopii 1, jak i 13 C NMR. Położenie sygnału w widmie NMR, w stosunku do położenia sygnału wzorca, jest określane pojęciem przesunięcia chemicznego. Przesunięcie chemiczne wyrażone w skali δ (w ppm) jest stałe niezależnie od rodzaju spektrometru i jego częstości roboczej. Zależy natomiast od otoczenia chemicznego jądra wywołującego sygnał przy danej wartości δ. Jeżeli jądro to jest silnie 11

12 przesłaniane przez otaczające go ekranizujące elektrony, to sygnał takiego jądra ukazuje się przy wyższym natężeniu pola (przy mniejszej wartości δ, czyli z prawej strony widma). I przeciwnie, jeśli jądro jest silnie odsłaniane (bliskość pierwiastków elektronoakceptorowych lub elektronów π), jego sygnał pojawi się przy niższym natężeniu pola (przy większej wartości δ, czyli z lewej strony widma). Na wartość przesunięcia chemicznego, w głównej mierze, mają wpływ następujące czynniki wewnętrzne: Efekt odsłaniania (przesunięcie chemiczne wyższe) - silna polaryzacja wiązania przez grupy elektronoakceptorowe, - obecność ładunku dodatniego, - niewiązaniowe oddziaływanie elektronów (van der Waalsa) pole magnetyczne indukowane przez wiązania π wiązania wodorowe wewnątrzcząsteczkowe zmiana gęstości elektronowej wokół jądra: Efekt przesłaniania (przesunięcie chemiczne niższe) - silna polaryzacja wiązania przez grupy elektronodonorowe, - obecność ładunku ujemnego Czynniki zewnętrzne, takie jak temperatura czy stężenie analizowanej próbki oraz stosowany rozpuszczalnik, odgrywają istotne znaczenie w asocjacji cząsteczek, dlatego zmiany przesunięć chemicznych obserwuje się tylko w przypadku związków zdolnych do tworzenia wiązań wodorowych, czyli zawierających grupy -O, -N, -S. Niekiedy użycie rozpuszczalnika o wysokiej stałej dielektrycznej zmienia też wygląd sygnałów (multipletowość). Innym razem, w przypadku związków zawierających tzw. ruchliwe protony (alkohole, aminy, amidy, kwasy), zastosowanie deuterowanej wody lub deuterowanego metanolu jako rozpuszczalnika upraszcza widmo poprzez wyeliminowanie sygnałów od tych protonów. Następuje bowiem wymiana całkowita lub częściowa ruchliwych atomów wodoru na deuter zgodnie z równaniem: R-C 2-O + D 2O = R-C 2-OD + DO. Ponieważ deuter wykazuje inną częstość rezonansową niż proton, w widmie 1 NMR albo nie obserwujemy sygnału dla tego protonu, albo intensywność sygnału jest dużo mniejsza niż przed wymianą na deuter. Wymieniony proton pojawi się w postaci tzw. resztkowego sygnału rozpuszczalnika. Sygnały absorpcyjne w spektroskopii 1 NMR z reguły pojawiają się zakresie 0-12 ppm. Dla poszczególnych protonów, w zależności od charakteru grupy, w jakiej te protony występują, widmo protonowego rezonansu magnetycznego można podzielić na sześć zasadniczych obszarów: ppm; w tym obszarze absorbują protony znajdujące się przy atomach węgla w alkanach nasyconych, 12

13 ppm; zakres charakterystyczny dla protonów połączonych z atomami węgla, które znajdują się w sąsiedztwie wiązań podwójnych, potrójnych lub pierścieni aromatycznych oraz protonów stojących bezpośrednio przy wiązaniu potrójnym, ppm; w tym obszarze absorbują protony znajdujące się w zarówno bezpośrednim jak i pośrednim sąsiedztwie pierwiastków silnie elektroujemnych: chlorowce, tlen, azot. Obserwuje się tutaj sygnały protonów grupy wodorotlenowej lub aminowej związków alifatycznych oraz protony stojące przy atomie węgla połączonego z grupą O, N, lub karbonylową ppm; zakres charakterystyczny dla protonów znajdujących się przy atomach węgla połączonych wiązaniem podwójnym, a także protonów grupy wodorotlenowej i aminowej w związkach aromatycznych, ppm, zakres charakterystyczny dla protonów pierścienia aromatycznego, powyżej 8.5 ppm pojawiają się sygnały protonów grupy karboksylowej, amidowej, aldehydowej. Poniższy schemat obrazuje typowe zakresy przesunięć chemicznych protonów dla poszczególnych klas związków. 12 R-COO O=C CON Ar Ar-O Ar-N C=C- winylowe Y-C Y = O, N,halogen R-O RN O=C-C C C C=C-C- allilowe R-C- nasycone TMS [ppm] Interpretując widma NMR można oczywiście korzystać ze specjalnie przygotowanych tablic przesunięć chemicznych, jednakże warto pamiętać o kilku ogólnych zasadach: 1. Protony grup metylowych R-C 3 dają sygnały przy wyższym natężeniu pola (mniejsze δ) niż protony grup metylenowych R-C 2-R. Protony grup metinowych R 3C dają sygnały przesunięte bardziej na lewo (przy niższym polu, większej wartości δ). Wynika to z faktu, że im mniejsza liczba protonów, tym mniejszy efekt ekranowania przez elektrony wiązań sigma. Na przykład w 2,4-dimetylopentanie trzy różne rodzaje protonów mają następujące wielkości przesunięcia chemicznego: 3[0.89] C C [1.37] C 2 [1.22] C [1.37] C 3 [0.89] C 3 [0.89] C 3 [0.89] 13

14 2. Dla protonów przy atomie węgla związanego z pierwiastkiem o większej elektroujemności przesunięcie chemiczne wzrasta wraz ze wzrostem jej wartości. Jest to spowodowane efektem indukcyjnym odciągającym elektrony przesłaniające proton. Efekt ten jest najlepiej widoczny na przykładzie halogenków metylowych: alogenek C 3F C 3 C 3Br C 3I Elektroujemność wg Paulinga Przesunięcie chemiczne (ppm) Efekt indukcyjny podstawnika powodujący odsłanianie protonów maleje szybko ze wzrostem oddalenia tego podstawnika od protonów dających sygnał. Wymownym przykładem zmniejszenia tego oddziaływania są wartości δ protonów w serii związków C 3C 2C 2-X. X C 3 C 2 C 2 X NO O C Protony pierścieni aromatycznych dają sygnały przy bardzo niskim natężeniu pola, a więc dużych wartościach δ (np. dla benzenu δ = 7.28 ppm). Podstawniki dezaktywujące pierścień aromatyczny w podstawieniu elektrofilowym (NO 2, C=O, COO), powodują przesuwanie sygnałów protonów pierścienia benzenowego ku mniejszemu natężeniu pola magnetycznego, a więc większych wartości δ. Natomiast grupy aktywujące (O, N 2, C 3) przesuwają te sygnały na prawo, w kierunku mniejszych wartości δ. O [6.18] N 2 [6.18] C 3 [2.27] O [9.94] O - N + O [6.75] [6.75] [6.51] [6.51] [7.03] [7.03] [7.25] [7.25] [7.81] [7.81] [8.18] [8.18] [7.11] [6.80] [7.11] [7.03] [6.60] [7.03] [7.14] [7.14] [7.06] [7.17] [7.15] [7.17] [7.43] [7.52] [7.43] [7.56] [7.69] [7.56] 5. Protony stojące przy heteroatomach, np. przy O, N, S mają bardzo różne przesunięcia chemiczne, a położenie i kształt pasma w widmie zależy w znacznym stopniu od temperatury, rozpuszczalnika, stężenia i obecności kwasowych lub zasadowych zanieczyszczeń. Pasmo protonów aminowych N- często jest szerokie i trudne do rozpoznania. Aminy i alkohole dają zwykle sygnały protonów O lub N w postaci singletów niezależnie od liczby protonów przy sąsiednim atomie węgla. Efekt ten jest spowodowany wymianą chemiczną protonów następującą z częstotliwością większą od częstotliwości działającego promieniowania. 14

15 W spektroskopii 13 C NMR większość sygnałów występuje w obszarze ppm w dół pola od absorbujących jąder węgla w TMS. Przesunięcie chemiczne każdego z jąder 13C zależy bardzo precyzyjnie od jego położenia w cząsteczce. Poniżej przedstawiono zależność pomiędzy przesunięciem chemicznym w widmie 13 C NMR a otoczeniem chemicznym. O=C-X C-O kwasy i pochodne C-N F Br I al-c 0-85 R-C=O C=O Ar C=C alkeny C C alkiny C-C nasycone TMS [ppm] Podane zakresy przesunięć chemicznych oraz kilka informacji dotyczących interpretacji widm wystarczą do ustalania struktury związków organicznych z wykorzystaniem 13 C NMR. 1. Po pierwsze, sygnały pochodzące od atomów węgla połączonych z atomami tlenu, azotu czy halogenów są przesunięte w stosunku do typowych sygnałów pochodzących od jąder atomów w alkanach w dół pola (w lewą stronę widma). 2. Należy pamiętać, że sygnał rezonansowy atomów węgla o hybrydyzacji sp 3 pojawia się w przedziale 0-90 ppm, natomiast sygnały atomów węgla o hybrydyzacji sp 2 występują z reguły w zakresie ppm. Szczególnie łatwo rozpoznać sygnał grupy karbonylowej C=O, gdyż sygnały od niej pochodzące pojawiają się z zwykle przy bardzo niskim polu, w obszarze ppm. Powierzchnia pasma Powierzchnia pod każdym z sygnałów w widmie protonowego rezonansu magnetycznego jest proporcjonalna do liczby protonów powodujących powstanie sygnału. Pomiar powierzchni pod każdym z sygnałów, czyli tzw. całkowanie (integracja), pozwala określić względną liczbę protonów w cząsteczce. Stosunek powierzchni pasm można odczytać na podstawie wysokości skoku krzywej integracyjnej nad każdym sygnałem. Krzywa integracyjna sumuje wszystkie kolejne sygnały absorpcyjne tak, że jej kształt przypomina stopnie schodów, a wysokość stopnia jest proporcjonalna do powierzchni każdego z sygnałów, czyli do liczby absorbujących jąder. Współczesne aparaty NMR wyliczają te wartości i są one podawane pod każdym sygnałem w widmie. Jako przykład zostanie rozważone widmo octanu etylu. W związku tym można wyróżnić trzy grupy protonów równocennych, a więc w widmie wystąpią trzy sygnały. Po zmierzeniu wysokości skoku krzywej integracyjnej w widmie octanu etylu, otrzymujemy 15

16 stosunek powierzchni sygnałów 2 : 3 : 3, co odpowiada liczbie protonów w każdej z tych grup. O C 3 C O 2 C C 3 Wyliczone powierzchnie sygnałów, od lewej, wynoszą 15.3, 23.0 i Chcąc otrzymać zbiór najmniejszych liczb całkowitych, szukamy wspólnego podzielnika, w tym przypadku będzie to Po podzieleniu otrzymujemy stosunek intensywności sygnałów 2 : 3 : Błąd całkowania elektronicznego sięga 5-10% i dlatego otrzymując liczby ułamkowe, jak np. 2 : 3.04 zaokrąglamy je i zapisujemy jako 2 : 3. W przypadku multipletów lub sygnałów zachodzących na siebie obliczamy powierzchnię łączną wszystkich zgrupowanych razem pasm. Należy pamiętać, że prawdziwa liczba protonów może stanowić wielokrotność otrzymanego stosunku intensywności. W przypadku widm węglowego rezonansu magnetycznego intensywność sygnałów nie jest tak specyficzna. Sygnał pochodzący od kilku równocennych atomów węgla, a więc o tym samym przesunięciu chemicznym, będzie intensywniejszy, niż sygnał atomu pojedynczego. Atomy węgla czwartego rzędu (nie ma przy nich protonów) dają bardzo niskie sygnały, natomiast grup metylowych dość wysokie. O C 3 C O 2 C C 3 Sprzężenie spinowo-spinowe. Stałe sprzężenia Przesłanianie jąder magnetycznych przez elektrony nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na kształt widma NMR. Drugim bardzo istotnym czynnikiem są oddziaływania między sąsiadującymi jądrami, tzw. sprzężenia spinowo-spinowe, czego skutkiem jest rozszczepienie sygnału na tzw. multiplet. Sposób rozszczepienia sygnału zależy od tego, z jaką liczbą protonów o innym otoczeniu elektronowym sprzęga się proton dający ten sygnał. Gdy z danym protonem sprzężonych jest n równocennych wobec siebie protonów, wówczas sygnał jest rozszczepiany na n+1 16

17 linii multipletowych. Sygnał taki określany jest multipletem pierwszego rzędu, a ten typ sprzężenia, a więc nie więcej niż przez trzy wiązania, określa się sprzężeniem skalarnym. Oddziaływanie spin-spin charakteryzowane jest tzw. stałą sprzężenia J, której wartość nie zależy od częstotliwości użytego aparatu, lecz od układu spinowego, czyli wzajemnego położenia sprzęgających się jąder atomowych w cząsteczce. Dla każdego układu spinowego wartość stałej sprzężenia, wyrażona w z, jest inna, charakterystyczna i dlatego często dostarcza cennych informacji o strukturze związku. Należy pamiętać, że sprzężenie spinowo-spinowe jest obustronne dwie grupy protonów sprzęgające się wzajemnie w widmie będą dawały multiplety o różnych przesunięciach chemicznych, ale o takiej samej stałej sprzężenia. Przykładem prostego układu spinowego jest grupa etylowa w octanie etylu. Na widmie protonowym, przedstawionym wcześniej, obserwujemy kwartet przy δ = 4.15 ppm oraz triplet przy δ = 1.25 ppm. Pierwszy sygnał, kwartet, pochodzi od grupy C 2, której protony sprzęgają się przez trzy wiązania z sąsiadującymi trzema protonami grupy metylowej. Liczba linii (4) w kwartecie wynika z równania n+1, tzn. 3+1 = 4. Analogicznie, protonom grupy C 3 odpowiada tryplet, gdyż protony tej grupy sprzęgają się z dwoma protonami grupy C 2. Warto zauważyć, że odległości pomiędzy liniami w obu multipletach, a więc stałe sprzężenia, są jednakowe. W przypadku grupy metylowej, bezpośrednio związanej z karbonylowym atomem węgla, protony tej grupy nie mają w sąsiedztwie żadnych innych protonów, a więc nie ma sprzężenia i sygnał jest w postaci pojedynczej linii, tj. singletu. W widmach protonowych, gdy różnice między przesunięciami chemicznymi sprzęgających się sygnałów są duże w porównaniu ze stałymi sprzężeń ( ν/j > 8, ν częstotliwość, przy której powstaje sygnał), wielkość stałej sprzężenia daje się łatwo odczytać z odległości między liniami w multiplecie. Dodatkowo, ilość linii multipletu umożliwia stwierdzenie z iloma jądrami równocennymi sprzęga się dane jądro magnetyczne. Poniższy schemat obrazuje powstawanie prostych multipletów pierwszego rzędu, a tzw. trójkąt Pascala przedstawia stosunek wysokości linii w tych multipletach. singlet dublet tryplet kwartet Jeżeli odległość między sygnałami jest porównywalna ze stałą sprzężenia, problemem może okazać się nie tylko wyznaczenie jej wartości, ale również i samych 17

18 przesunięć chemicznych (tzw. widma silnie sprzężone). Do przypisywania sygnałów w takich widmach stosuje się wiele złożonych technik NMR, czasem w połączeniu z obliczeniami chemii kwantowej. Ponadto, jeżeli proton sprzęga się z dwiema, trzema lub więcej różnymi grupami protonów, otrzymujemy multiplety złożone, dla których można wyznaczyć dwie, trzy lub więcej stałych sprzężenia. Jako przykład, niechaj posłużą dwa widma etanolu wykonane w chloroformie oraz dimetylosulfotlenku. Na widmie z lewej strony rysunku, dla grupy etylowej obserwujemy typowy układ spinowy: multiplety w postaci kwartetu od C 2 oraz tryplet od C 3. Proton grupy wodorotlenowej widoczny jest jako singlet. Zastosowanie polarnego rozpuszczalnika, takiego jak DMSO, całkowicie zmieniło wygląd widma (prawa strona rysunku). Poza sygnałem grupy C 3 w postaci trypletu przy δ = 0.2 ppm, dwa pozostałe sygnały zmieniły nie tylko położenie, ale i multipletowość. Proton grupy O widoczny jest przy δ = 4.35 ppm jako tryplet - jest to efekt sprzężenia z sąsiednią grupą C 2. Oba tryplety obecne na widmie różnią się stałymi sprzężenia (patrz rozsunięcie poszczególnych linii w trypletach na powiększeniu). Natomiast dla protonów grupy C 2 obserwujemy multiplet bardziej złożony (patrz powiększenie). Z jednej strony sygnał od tych protonów powinien być kwartetem sprzężenie z C 3, z drugiej strony sprzężenie z O powinno powodować powstawanie dubletu. W efekcie tych dwóch sprzężeń widzimy, że każda linia kwartetu została rozdzielona na dublet, jest to więc dublet kwartetu, a nie kwintet, jak by się pochopnie mogło wydawać. Dokładnie analizując częstotliwości, przy których wystąpiły poszczególne linie w multiplecie, można wyznaczyć dwie różne stałe sprzężenia. Poniższy schemat obrazuje powstawanie multipletów złożonych w wyniku sprzężenia z różnymi protonami nierównocennymi: singlet; brak sprzężeń dublet; sprzężenie z jednym protonem, jedna stała sprzężenia dublet dubletu; sprzężenie z dwoma różnymi protonami, dwie stałe sprzężenia dublet dubletu dubletu; sprzężenie z trzema różnymi protonami, trzy stałe sprzężenia 18

19 Opisując stałą sprzężenia podaje się zwykle ilość wiązań oddzielających sprzęgające się protony; dla układu geminalnego -C- jest to 2 J, dla układu wicynalnego -C-C- 3 J, a dla układu -C-C-C- 4 J. Możliwe są także sprzężenia dalekiego zasięgu (przez przestrzeń), które określane są sprzężeniami dipolowymi. W widmie węglowym nie obserwuje się sprzężeń pomiędzy atomami węgla, ze względu na niską zawartość izotopu węgla 13 C, natomiast efekt sprzężeń z protonami, bardzo utrudniający odczyt widma, został zniwelowany do poziomu szumów poprzez tzw. odsprzęganie spinów. W pewnych przypadkach można zarejestrować sprzężenia z atomami innych pierwiastków, w takim przypadku podając stałą sprzężenia z jej prawej strony w indeksie dolnym wpisuje się symbole tych pierwiastków. I tak na przykład, zapis 3 J CF oznacza stałą sprzężenia przez trzy wiązania między jądrem izotopu węgla 13 C a fluorem. Opis widma Profesjonalny opis widm NMR powinien zawierać wszystkie niezbędne informacje, które w pełni będą charakteryzowały związek pod względem spektroskopowym. Przede wszystkim należy zawsze zaznaczyć, w jakim rozpuszczalniku została przygotowana próbka związku oraz jaka była częstotliwość robocza aparatu. W przypadku widm 1 NMR należy podać wartości przesunięć chemicznych poszczególnych sygnałów, ich intensywność, multipletowość oraz wartości stałych sprzężenia, a także przyporządkowanie sygnałów do odpowiednich grup w związku chemicznym. Natomiast w przypadku widma węglowego podaje się wartości przesunięć chemicznych, przyporządkowanie sygnałów do odpowiednich atomów węgla w związku oraz stałe sprzężenia, jeśli jest taka potrzeba. Interpretacja widma W większości przypadków, analiza widm NMR dotyczy związków o spodziewanej strukturze, szczególnie, gdy badamy produkty reakcji w porównaniu ze znanymi substratami. Jeśli chodzi o związki nowe i o dość skomplikowanej budowie, takie proste metody spektroskopowe mogą okazać się niewystarczające. Jednak, zawsze należy pamiętać o podstawowych elementach widma, które wnoszą bardzo wiele informacji o strukturze badanej substancji: Element widma 1 NMR Informacja 13C NMR liczba sygnałów liczba protonów nierównocennych liczba at. węgla nierównocennych przesunięcie chemiczne otoczenie elektronowe protonów równonocennych intensywność sygnału liczba protonów równocennych multipletowość sygnału sprzężenie spinowo-spinowe protonów nierównocennych; liczba linii w multiplecie I rzędu (n+1) oznacza n sąsiadów tego samego rodzaju otoczenie elektronowe równocennych atomów węgla niespecyficzna brak sprzężeń spinowo-spinowych C-C 19

20 Pytania sprawdzające 1. Co to jest obszar daktyloskopowy? 2. W jaki sposób na podstawie widm IR odróżnisz rzędowość alkoholi; amin? 3. Jak odróżnisz acetofenon od 1-fenyloetanolu na podstawie widm IR? 4. W widmie IR pewnego związku organicznego występują następujące sygnały: szeroki sygnał przy cm -1, intensywny sygnał przy 1720 cm -1 oraz 1050 cm -1. Co możesz powiedzieć o strukturze związku? 5. Co to jest przesunięcie chemiczne? 6. Od czego zależy wartość przesunięcia chemicznego? 7. Na czym polega sprzężenie spinowo-spinowe? 8. Jakich informacji dostarcza wygląd multipletu i stała sprzężenia w widmie 1 NMR? 9. Przy jakich wartościach przesunięcia chemicznego pojawiają się sygnały protonów grupy aldehydowej, a przy jakich grupy hydroksylowej w alkoholach? 10. Zakładając, że protony związane z heteroatomami (O, N, S) nie sprzęgają się z protonami innych grup, podaj ilość, multipletowość i stosunek pól sygnałów w widmach 1 NMR następujących związków. Spróbuj te sygnały umiejscowić na skali przesunięć chemicznych (ppm). a. Metanol, d. Etyloamina, g. Octan izopropylu b. Aceton, e. Propanian metylu, h. Mrówczan t-butylu. c. 2-Chloropropan, f. Butanal, i. N-etyloacetamid 20

Jak analizować widmo IR?

Jak analizować widmo IR? Jak analizować widmo IR? Literatura: W. Zieliński, A. Rajca, Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych. WNT. R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, Spektroskopowe

Bardziej szczegółowo

Magnetyczny rezonans jądrowy

Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetyczny rezonans jądrowy Widmo NMR wykres absorpcji promieniowania magnetycznego od jego częstości Częstość pola wyraża się w częściach na milion (ppm) częstości pola magnetycznego pochłanianego przez

Bardziej szczegółowo

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: II

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: II SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚIE PRAKTYZNE ZĘŚĆ: II DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI O TO JEST WIDMO? WIDMO NMR wykres ilości kwantów energii promieniowania elektromagnetycznego pochłanianego przez próbkę w funkcji

Bardziej szczegółowo

SPEKTROSKOPIA NMR. No. 0

SPEKTROSKOPIA NMR. No. 0 No. 0 Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, spektroskopia MRJ, spektroskopia NMR jedna z najczęściej stosowanych obecnie technik spektroskopowych w chemii i medycynie. Spektroskopia ta polega

Bardziej szczegółowo

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR WSTĘP Metody spektroskopowe Spektroskopia bada i teoretycznie wyjaśnia oddziaływania pomiędzy materią będącą zbiorowiskiem

Bardziej szczegółowo

ν 1 = γ B 0 Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego h S = I(I+1)

ν 1 = γ B 0 Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego h S = I(I+1) h S = I(I+) gdzie: I kwantowa liczba spinowa jądra I = 0, ½,, /,, 5/,... itd gdzie: = γ S γ współczynnik żyromagnetyczny moment magnetyczny brak spinu I = 0 spin sferyczny I = _ spin elipsoidalny I =,,,...

Bardziej szczegółowo

Kilka wskazówek ułatwiających analizę widm w podczerwieni

Kilka wskazówek ułatwiających analizę widm w podczerwieni Kilka wskazówek ułatwiających analizę widm w podczerwieni Opracowanie wg dostępnej literatury spektroskopowej: Dr Alina T. Dubis e-mail: alina@uwb.edu.pl Instytut Chemii Uniwersytet w Białymstoku Al. J.

Bardziej szczegółowo

Zastosowanie spektroskopii NMR do określania struktury związków organicznych

Zastosowanie spektroskopii NMR do określania struktury związków organicznych Zastosowanie spektroskopii NMR do określania struktury związków organicznych Atomy zbudowane są z jąder atomowych i powłok elektronowych. Modelowo można stwierdzić, że jądro atomowe jest kulą, w której

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie Streszczenie Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego jest jedną z technik spektroskopii absorpcyjnej mającej zastosowanie w chemii,

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR Szczególnym i bardzo charakterystycznym rodzajem oddziaływań międzycząsteczkowych jest wiązanie wodorowe. Powstaje ono między molekułami,

Bardziej szczegółowo

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm) SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI Podczerwień bliska: 14300-4000 cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: 4000-700 cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: 700-200 cm -1 (14,3-50 µm) WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCE

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni Spektroskopia molekularna Ćwiczenie nr 4 Spektroskopia w podczerwieni Spektroskopia w podczerwieni (IR) jest spektroskopią absorpcyjną, która polega na pomiarach promieniowania elektromagnetycznego pochłanianego

Bardziej szczegółowo

impulsowy NMR - podsumowanie

impulsowy NMR - podsumowanie impulsowy NMR - podsumowanie impulsy RF obracają wektor namagnesowania o żądany kąt wokół wybranej osi np. x, -x, y, -y (oś obrotu wybiera się przez regulowanie fazy sygnału względem fazy odnośnika, kąt

Bardziej szczegółowo

Widma w podczerwieni (IR)

Widma w podczerwieni (IR) Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych Widma w podczerwieni (IR) dr 2 Widmo w podczerwieni Liczba drgań zależy od liczby atomów w cząsteczce: cząsteczka nieliniowa o n atomach ma 3n-6

Bardziej szczegółowo

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan Spis zagadnień Fizyczne podstawy zjawiska NMR Parametry widma NMR Procesy relaksacji jądrowej Metody obrazowania Fizyczne podstawy NMR Proton, neutron,

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR)

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NM) Fizyczne podstawy spektroskopii NM W spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego używane jest promieniowanie elektromagnetyczne o częstościach z

Bardziej szczegółowo

SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI

SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI Obszar widma elektromagnetycznego ( od ok. 14000 do 200cm-1 ) między obszarem widzialnym a mikrofalowym nazywamy podczerwienią (IR). W określeniu struktury związków organicznych

Bardziej szczegółowo

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych Wstęp Spektroskopia jest metodą analityczną zajmującą się analizą widm powstających w wyniku oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego

Bardziej szczegółowo

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii Mol jest to liczebność materii występująca, gdy liczba cząstek (elementów) układu jest równa liczbie atomów zawartych w masie 12 g węgla 12 C (równa liczbie

Bardziej szczegółowo

SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI

SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI Rys. 1 Zakres widma elektromagnetycznego. Obszar widma elektromagnetycznego o liczbie falowej (odwrotność długości fali) od ok. 14000 do 200cm-1 między obszarem widzialnym

Bardziej szczegółowo

Analiza Organiczna. Jan Kowalski grupa B dwójka 7(A) Własności fizykochemiczne badanego związku. Zmierzona temperatura topnienia (1)

Analiza Organiczna. Jan Kowalski grupa B dwójka 7(A) Własności fizykochemiczne badanego związku. Zmierzona temperatura topnienia (1) Przykład sprawozdania z analizy w nawiasach (czerwonym kolorem) podano numery odnośników zawierających uwagi dotyczące kolejnych podpunktów sprawozdania Jan Kowalski grupa B dwójka 7(A) analiza Wynik przeprowadzonej

Bardziej szczegółowo

ĆWICZENIE NR 5 ANALIZA NMR PRODUKTÓW FERMENTACJI ALKOHOLOWEJ

ĆWICZENIE NR 5 ANALIZA NMR PRODUKTÓW FERMENTACJI ALKOHOLOWEJ ĆWICZENIE NR 5 ANALIZA NMR PRODUKTÓW FERMENTACJI ALKOHOLOWEJ Uwaga: Ze względu na laboratoryjny charakter zajęć oraz kontakt z materiałem biologicznym, studenci zobowiązani są uŝywać fartuchów i rękawiczek

Bardziej szczegółowo

FIZYKOCHEMICZNE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz

FIZYKOCHEMICZNE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz FIZYKOCEMICZNE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYC Witold Danikiewicz Instytut Chemii Organicznej PAN ul. Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa Interpretacja widm NMR, IR i MS prostych cząsteczek Czyli

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia. Spotkanie drugie UV-VIS, NMR

Spektroskopia. Spotkanie drugie UV-VIS, NMR Spektroskopia Spotkanie drugie UV-VIS, NMR Spektroskopia UV-Vis 2/32 Promieniowanie elektromagnetyczne: Ultrafioletu ~100-350 nm światło widzialne ~350-900 nm Kwanty energii zgodne z róŝnicami poziomów

Bardziej szczegółowo

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas Slajd 1 Spektrometria mas i sektroskopia w podczerwieni Slajd 2 Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas Masa cząsteczkowa Wzór związku Niektóre informacje dotyczące wzoru strukturalnego związku

Bardziej szczegółowo

Zastosowanie spektroskopii NMR do badania związków pochodzenia naturalnego

Zastosowanie spektroskopii NMR do badania związków pochodzenia naturalnego Zastosowanie spektroskopii NMR do badania związków pochodzenia naturalnego Literatura W. Zieliński, A. Rajcy, Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych, Wydawnictwa

Bardziej szczegółowo

PODSTAWY METODY SPEKTROSKOPI W PODCZERWIENI ABSORPCJA, EMISJA

PODSTAWY METODY SPEKTROSKOPI W PODCZERWIENI ABSORPCJA, EMISJA PODSTAWY METODY SPEKTROSKOPI W PODCZERWIENI ABSORPCJA, EMISJA Materia może oddziaływać z promieniowaniem poprzez absorpcję i emisję. Procesy te polegają na pochłonięciu lub wyemitowaniu fotonu przez cząstkę

Bardziej szczegółowo

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w jakościowej i ilościowej analizie organicznej

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w jakościowej i ilościowej analizie organicznej Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w jakościowej i ilościowej analizie organicznej dr Alina Dubis Zakład Chemii Produktów Naturalnych Instytut Chemii UwB Tematyka Spektroskopia - podział i zastosowanie

Bardziej szczegółowo

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE Promieniowanie o długości fali 2-50 μm nazywamy promieniowaniem podczerwonym. Absorpcja lub emisja promieniowania z tego zakresu jest

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (NMR) (NMR Spectroscopy)

Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (NMR) (NMR Spectroscopy) Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, Katedra Chemii rganicznej Materiały do seminariów ze spektroskopii Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (NMR) (NMR Spectroscopy) Spektroskopia 1

Bardziej szczegółowo

Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie. Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności

Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie. Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności Spektroskopia, a spektrometria Spektroskopia nauka o powstawaniu

Bardziej szczegółowo

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas II LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas II LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas II LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania I. Elektroujemność pierwiastków i elektronowa teoria wiązań Lewisa-Kossela

Bardziej szczegółowo

Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym

Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym 1. Kwantowanie przestrzenne momentów magnetycznych i rezonans spinowy 2. Efekt Zeemana (normalny i anomalny) oraz zjawisko Paschena-Backa 3. Efekt Starka

Bardziej szczegółowo

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE 1 SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE 2 Promieniowanie o długości fali 2-50 μm nazywamy promieniowaniem podczerwonym. Absorpcja lub emisja promieniowania z tego zakresu jest

Bardziej szczegółowo

Interpretacja widm 1 H NMR podstawy i przykłady

Interpretacja widm 1 H NMR podstawy i przykłady INTERPRETACJA WIDM Na ćwiczeniach obowiązuje materiał: zawarty w podręczniku - R. Kocjan Chemia analityczna. Podręcznik dla studentów. Analiza instrumentalna. Tom 2 rozdziały 6.1-6.6 (str. 111 126); 7.1

Bardziej szczegółowo

spektroskopia IR i Ramana

spektroskopia IR i Ramana spektroskopia IR i Ramana oscylacje (wibracje) 3N-6 lub 3N-5 drgań normalnych nie wszystkie drgania obserwuje się w IR - nieaktywne w IR gdy nie zmienia się moment dipolowy - pasma niektórych drgań mają

Bardziej szczegółowo

PRACOWNIA PODSTAW SPEKTROSKOPII MOLEKULARNEJ

PRACOWNIA PODSTAW SPEKTROSKOPII MOLEKULARNEJ PRACOWNIA PODSTAW SPEKTROSKOPII MOLEKULARNEJ Kierowniczka pracowni: dr hab. Magdalena Pecul-Kudelska, (pok. 417), e-mail mpecul@chem.uw.edu.pl, tel 0228220211 wew 501; Spis ćwiczeń i osoby prowadzące 1.

Bardziej szczegółowo

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas I LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas I LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas I LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania I. Elektroujemność pierwiastków i elektronowa teoria wiązań Lewisa-Kossela

Bardziej szczegółowo

Metody spektroskopowe w identyfikacji związków organicznych. Barbara Guzowska-Świder Zakład Informatyki Chemicznej, PRz

Metody spektroskopowe w identyfikacji związków organicznych. Barbara Guzowska-Świder Zakład Informatyki Chemicznej, PRz Metody spektroskopowe w identyfikacji związków organicznych Barbara Guzowska-Świder Zakład Informatyki Chemicznej, PRz Metody spektralne wykorzystują zjawiska związane z oddziaływaniem materii z promieniowaniem

Bardziej szczegółowo

Przesunięcie chemiczne, stałe sprzężenia

Przesunięcie chemiczne, stałe sprzężenia Przesunięcie chemiczne, stałe sprzężenia Widmo fal elektromagnetycznych WŁASNOŚCI MAGNETYCZNE NIEKTÓRYC JĄDER WŁASNOŚCI MAGNETYCZNE NIEKTÓRYC JĄDER Jądro 1 2 3 10 B 11 B 13 C 14 N 15 N 17 O 19 F 31 p 33

Bardziej szczegółowo

II.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym

II.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym II.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym 1. Kwantowanie przestrzenne w zewnętrznym polu magnetycznym. Model wektorowy raz jeszcze 2. Zjawisko Zeemana Normalne zjawisko Zeemana i jego wyjaśnienie w modelu

Bardziej szczegółowo

Spis treści. Budowa i nazewnictwo fenoli

Spis treści. Budowa i nazewnictwo fenoli Spis treści 1 Budowa i nazewnictwo fenoli 2 Kwasowość fenoli 2.1 Kwasowość atomów wodoru 2.2 Fenole jako kwasy organiczne. 3 Reakcje fenoli. 3.1 Zastosowanie fenolu Budowa i nazewnictwo fenoli Fenolami

Bardziej szczegółowo

Widma UV charakterystyczne cechy ułatwiające określanie struktury pirydyny i pochodnych

Widma UV charakterystyczne cechy ułatwiające określanie struktury pirydyny i pochodnych Pirydyna i pochodne 1 Pirydyna Tw 115 o C ; temperatura topnienia -41,6 0 C Miesza się w każdym stosunku z wodą tworząc mieszaninę azeotropowa o Tw 92,6 o C; Energia delokalizacji 133 kj/mol ( benzen 150.5

Bardziej szczegółowo

Elektronowa struktura atomu

Elektronowa struktura atomu Elektronowa struktura atomu Model atomu Bohra oparty na teorii klasycznych oddziaływań elektrostatycznych Elektrony mogą przebywać tylko w określonych stanach, zwanych stacjonarnymi, o określonej energii

Bardziej szczegółowo

W latach dwudziestych XX wieku pojawiły się koncepcje teoretyczne, które pozwoliły przewidzieć jądrowy rezonans magnetyczny, przez szereg lat eksperymentatorzy usiłowali bez skutku odkryć to zjawisko doświadczalnie.

Bardziej szczegółowo

POŁOŻENIA SYGNAŁÓW PROTONÓW POŁOŻENIA SYGNAŁÓW ATOMÓW WĘGLA

POŁOŻENIA SYGNAŁÓW PROTONÓW POŁOŻENIA SYGNAŁÓW ATOMÓW WĘGLA POŁOŻENIA SYGNAŁÓW PROTONÓW SPEKTROSKOPIA NMR OH, NH alkeny kwasy aromatyczne aldehydy alkiny alkile przy heteroatomach alkile δ ppm 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 POŁOŻENIA SYGNAŁÓW ATOMÓW WĘGLA alkeny alkile

Bardziej szczegółowo

Spis treści 1. Struktura elektronowa związków organicznych 2. Budowa przestrzenna cząsteczek związków organicznych

Spis treści 1. Struktura elektronowa związków organicznych 2. Budowa przestrzenna cząsteczek związków organicznych Spis treści 1. Struktura elektronowa związków organicznych 13 2. Budowa przestrzenna cząsteczek związków organicznych 19 2.1. Zadania... 28 3. Zastosowanie metod spektroskopowych do ustalania struktury

Bardziej szczegółowo

Orbitale typu σ i typu π

Orbitale typu σ i typu π Orbitale typu σ i typu π Dwa odpowiadające sobie orbitale sąsiednich atomów tworzą kombinacje: wiążącą i antywiążącą. W rezultacie mogą powstać orbitale o rozkładzie przestrzennym dwojakiego typu: σ -

Bardziej szczegółowo

Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej

Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej 1) Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne 2) Roztwory (zadania rachunkowe zbiór zadań Pazdro

Bardziej szczegółowo

Wykład Budowa atomu 3

Wykład Budowa atomu 3 Wykład 14. 12.2016 Budowa atomu 3 Model atomu według mechaniki kwantowej Równanie Schrödingera dla atomu wodoru i jego rozwiązania Liczby kwantowe n, l, m l : - Kwantowanie energii i liczba kwantowa n

Bardziej szczegółowo

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych / Robert. Spis treści

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych / Robert. Spis treści Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych / Robert M. Silverstein, Francis X. Webster, David J. Kiemle. wyd. 2, dodr. 4. - Warszawa, 2012 Spis treści ROZDZIAŁ 1 SPEKTROMETRIA MAS 1 1.1

Bardziej szczegółowo

IDENTYFIKACJA JAKOŚCIOWA NIEZNANEGO ZWIĄZKU ORGANICZNEGO

IDENTYFIKACJA JAKOŚCIOWA NIEZNANEGO ZWIĄZKU ORGANICZNEGO IDENTYFIKACJA JAKOŚCIOWA NIEZNANEGO ZWIĄZKU ORGANICZNEGO Schemat raportu końcowego w ramach ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu Badanie struktury związków organicznych 1. Symbol kodujący identyfikowaną

Bardziej szczegółowo

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków). Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków). 1925r. postulat Pauliego: Na jednej orbicie może znajdować się nie więcej

Bardziej szczegółowo

Magnetyczny Rezonans Jądrowy (NMR)

Magnetyczny Rezonans Jądrowy (NMR) Magnetyczny Rezonans Jądrowy (NMR) obserwacja zachowania (precesji) jąder atomowych obdarzonych spinem w polu magnetycznym Magnetic Resonance Imaging (MRI) ( obrazowanie rezonansem magnetycznym potocznie

Bardziej szczegółowo

Metody rezonansowe. Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetometr protonowy

Metody rezonansowe. Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetometr protonowy Metody rezonansowe Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetometr protonowy Co należy wiedzieć Efekt Zeemana, precesja Larmora Wektor magnetyzacji w podstawowym eksperymencie NMR Transformacja Fouriera Procesy

Bardziej szczegółowo

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32 Spis treści 5 Spis treści Przedmowa do wydania czwartego 11 Przedmowa do wydania trzeciego 13 1. Wiadomości ogólne z metod spektroskopowych 15 1.1. Podstawowe wielkości metod spektroskopowych 15 1.2. Rola

Bardziej szczegółowo

CHARAKTERYSTYKA KARBOKSYLANÓW

CHARAKTERYSTYKA KARBOKSYLANÓW AAKTEYSTYKA KABKSYLANÓW 1. GÓLNA AAKTEYSTYKA KWASÓW KABKSYLWY Spośród związków organicznych, które wykazują znaczną kwasowość najważniejsze są kwasy karboksylowe. Związki te zawierają w cząsteczce grupę

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodami spektroskopii IR i NMR

Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodami spektroskopii IR i NMR Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodami spektroskopii IR i NMR 1. Wstęp Związki karbonylowe zawierające w pozycji α co najmniej jeden atom H wykazują tautomerię polegającą na wymianie tego

Bardziej szczegółowo

Atomy mają moment pędu

Atomy mają moment pędu Atomy mają moment pędu Model na rysunku jest modelem tylko klasycznym i jak wiemy z mechaniki kwantowej, nie odpowiada dokładnie rzeczywistości Jednakże w mechanice kwantowej elektron nadal ma orbitalny

Bardziej szczegółowo

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr

Bardziej szczegółowo

IR I 11. IDENTYFIKACJA GRUP FUNKCYJNYCH W WIDMACH IR

IR I 11. IDENTYFIKACJA GRUP FUNKCYJNYCH W WIDMACH IR IR I 11. IDENTYFIKACJA GRUP FUNKCYJNYCH W WIDMACH IR Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z techniką wykonywania widm związków w postaci pastylek wykonanych z bromku potasu oraz interpretacja otrzymanych

Bardziej szczegółowo

Rozmycie pasma spektralnego

Rozmycie pasma spektralnego Rozmycie pasma spektralnego Rozmycie pasma spektralnego Z doświadczenia wiemy, że absorpcja lub emisja promieniowania przez badaną substancję występuje nie tylko przy częstości rezonansowej, tj. częstości

Bardziej szczegółowo

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS Zagadnienia teoretyczne. Spektrofotometria jest techniką instrumentalną, w której do celów analitycznych wykorzystuje się przejścia energetyczne zachodzące

Bardziej szczegółowo

Oddziaływanie cząstek z materią

Oddziaływanie cząstek z materią Oddziaływanie cząstek z materią Trzy główne typy mechanizmów reprezentowane przez Ciężkie cząstki naładowane (cięższe od elektronów) Elektrony Kwanty gamma Ciężkie cząstki naładowane (miony, p, cząstki

Bardziej szczegółowo

SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa SYLABUS A. Informacje ogólne Elementy składowe sylabusu Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Nazwa kierunku studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma studiów

Bardziej szczegółowo

8. Delokalizacja elektronów i reaktywność dienów sprzężonych

8. Delokalizacja elektronów i reaktywność dienów sprzężonych 8. Delokalizacja elektronów i reaktywność dienów sprzężonych 1 8.1. Definicja elektronów zdelokalizowanych Zlokalizowane elektrony rozmieszczone w określonym obszarze cząsteczki, są uwspólnione pomiędzy

Bardziej szczegółowo

Momentem dipolowym ładunków +q i q oddalonych o 2a (dipola) nazwamy wektor skierowany od q do +q i o wartości:

Momentem dipolowym ładunków +q i q oddalonych o 2a (dipola) nazwamy wektor skierowany od q do +q i o wartości: 1 W stanie równowagi elektrostatycznej (nośniki ładunku są w spoczynku) wewnątrz przewodnika natężenie pola wynosi zero. Cały ładunek jest zgromadzony na powierzchni przewodnika. Tuż przy powierzchni przewodnika

Bardziej szczegółowo

pierwszorzędowe drugorzędowe trzeciorzędowe (1 ) (2 ) (3 )

pierwszorzędowe drugorzędowe trzeciorzędowe (1 ) (2 ) (3 ) FLUOROWCOPOCODNE alogenki alkilowe- Cl C 2 -C 2 -C 2 -C 3 C 3 -C-C 3 C 2 -C-C 3 pierwszorzędowe drugorzędowe trzeciorzędowe (1 ) (2 ) (3 ) I C 3 C 3 Cl-C 2 -C=C 2 Cl-C-C=C 2 1 2 3 Allilowe atom fluorowca

Bardziej szczegółowo

Temat Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca. Uczeń:

Temat Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca. Uczeń: Chemia - klasa I (część 2) Wymagania edukacyjne Temat Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca Dział 1. Chemia nieorganiczna Lekcja organizacyjna. Zapoznanie

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia modulacyjna

Spektroskopia modulacyjna Spektroskopia modulacyjna pozwala na otrzymanie energii przejść optycznych w strukturze z bardzo dużą dokładnością. Charakteryzuje się również wysoką czułością, co pozwala na obserwację słabych przejść,

Bardziej szczegółowo

Odp.: F e /F g = 1 2,

Odp.: F e /F g = 1 2, Segment B.IX Pole elektrostatyczne Przygotował: mgr Adam Urbanowicz Zad. 1 W atomie wodoru odległość między elektronem i protonem wynosi około r = 5,3 10 11 m. Obliczyć siłę przyciągania elektrostatycznego

Bardziej szczegółowo

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? Tematy opisowe 1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? 2. Omów pomiar potencjału na granicy faz elektroda/roztwór elektrolitu. Podaj przykład, omów skale potencjału i elektrody

Bardziej szczegółowo

WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab.

WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab. WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab. Halina Abramczyk POLITECHNIKA ŁÓDZKA Wydział Chemiczny

Bardziej szczegółowo

LCH 1 Zajęcia nr 60 Diagnoza końcowa. Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch węglowodorów o wzorach:

LCH 1 Zajęcia nr 60 Diagnoza końcowa. Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch węglowodorów o wzorach: LCH 1 Zajęcia nr 60 Diagnoza końcowa Zadanie 1 (3 pkt) Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch węglowodorów o wzorach: H 3 C CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 a) b) W tym celu: a) wybierz odpowiedni

Bardziej szczegółowo

I ,11-1, 1, C, , 1, C

I ,11-1, 1, C, , 1, C Materiał powtórzeniowy - budowa atomu - cząstki elementarne, izotopy, promieniotwórczość naturalna, okres półtrwania, średnia masa atomowa z przykładowymi zadaniami I. Cząstki elementarne atomu 1. Elektrony

Bardziej szczegółowo

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS LABORATORIUM - MBS 1. ROZWIĄZYWANIE WIDM kolokwium NMR 25 kwietnia 2016 IR 30 maja 2016 złożone 13 czerwca 2016 wtorek 6.04 13.04 20.04 11.05 18.05 1.06 8.06 coll coll

Bardziej szczegółowo

Liczby kwantowe n, l, m l = 0 l =1 l = 2 l = 3

Liczby kwantowe n, l, m l = 0 l =1 l = 2 l = 3 Liczby kwantowe Rozwiązaniem równania Schrödingera są pewne funkcje własne, które można scharakteryzować przy pomocy zestawu trzech liczb kwantowych n, l, m. Liczby kwantowe nie mogą być dowolne, muszą

Bardziej szczegółowo

11) Stan energetyczny elektronu w atomie kwantowanym jest zespołem : a dwóch liczb kwantowych b + czterech liczb kwantowych c nie jest kwantowany

11) Stan energetyczny elektronu w atomie kwantowanym jest zespołem : a dwóch liczb kwantowych b + czterech liczb kwantowych c nie jest kwantowany PYTANIA EGZAMINACYJNE Z CHEMII OGÓLNEJ I Podstawowe pojęcia chemiczne 1) Pierwiastkiem nazywamy : a zbiór atomów o tej samej liczbie masowej b + zbiór atomów o tej samej liczbie atomowej c zbiór atomów

Bardziej szczegółowo

WYKŁAD NR 3 OPIS DRGAŃ NORMALNYCH UJĘCIE KLASYCZNE I KWANTOWE.

WYKŁAD NR 3 OPIS DRGAŃ NORMALNYCH UJĘCIE KLASYCZNE I KWANTOWE. 1 WYKŁAD NR 3 OPIS DRGAŃ NORMALNYCH UJĘCIE KLASYCZNE I KWANTOWE. Współrzędne wewnętrzne 2 F=-fq q ξ i F i =-f ij x j U = 1 2 fq2 U = 1 2 ij f ij ξ i ξ j 3 Najczęściej stosowaną metodą obliczania drgań

Bardziej szczegółowo

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w analizie jakościowej i ilościowej. dr Alina Dubis Zakład Chemii Produktów Naturalnych Instytut Chemii UwB

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w analizie jakościowej i ilościowej. dr Alina Dubis Zakład Chemii Produktów Naturalnych Instytut Chemii UwB Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w analizie jakościowej i ilościowej dr Alina Dubis Zakład Chemii Produktów Naturalnych Instytut Chemii UwB Tematyka Spektroskopia - podział i zastosowanie Promieniowanie

Bardziej szczegółowo

Wykład przygotowany w oparciu o podręczniki:

Wykład przygotowany w oparciu o podręczniki: Slajd 1 Wykład przygotowany w oparciu o podręczniki: Organic Chemistry 4 th Edition Paula Yurkanis Bruice Slajd 2 Struktura elektronowa wiązanie chemiczne Kwasy i zasady Slajd 3 Chemia organiczna Związki

Bardziej szczegółowo

Budowa atomów. Atomy wieloelektronowe Układ okresowy pierwiastków

Budowa atomów. Atomy wieloelektronowe Układ okresowy pierwiastków Budowa atomów Atomy wieloelektronowe Układ okresowy pierwiastków Model atomu Bohra atom zjonizowany (ciągłe wartości energii) stany wzbudzone jądro Energia (ev) elektron orbita stan podstawowy Poziomy

Bardziej szczegółowo

CHEMIA 1. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna ATOM.

CHEMIA 1. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna ATOM. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna tel. 0501 38 39 55 www.medicus.edu.pl CHEMIA 1 ATOM Budowa atomu - jądro, zawierające

Bardziej szczegółowo

NMR Nuclear Magnetic Resonance. Co to jest?

NMR Nuclear Magnetic Resonance. Co to jest? 1 NMR Nuclear Magnetic Resonance Co to jest? Spektroskopia NMR ang. Nuclear Magnetic Resonance Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (MRJ) Wykorzystuje własności magnetyczne jąder atomowych Spektroskopia

Bardziej szczegółowo

Elementy teorii powierzchni metali

Elementy teorii powierzchni metali prof. dr hab. Adam Kiejna Elementy teorii powierzchni metali Wykład 4 v.16 Wiązanie metaliczne Wiązanie metaliczne Zajmujemy się tylko metalami dlatego w zasadzie interesuje nas tylko wiązanie metaliczne.

Bardziej szczegółowo

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość strona 1/11 Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Budowa atomu, układ okresowy i promieniotwórczość Monika Gałkiewicz Zad. 1 () Przedstaw pełną konfigurację elektronową atomu pierwiastka

Bardziej szczegółowo

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym). Spis treści 1 Stan gazowy 2 Gaz doskonały 21 Definicja mikroskopowa 22 Definicja makroskopowa (termodynamiczna) 3 Prawa gazowe 31 Prawo Boyle a-mariotte a 32 Prawo Gay-Lussaca 33 Prawo Charlesa 34 Prawo

Bardziej szczegółowo

III.1 Atom helu i zakaz Pauliego. Atomy wieloelektronowe. Układ okresowy

III.1 Atom helu i zakaz Pauliego. Atomy wieloelektronowe. Układ okresowy III.1 Atom helu i zakaz Pauliego. Atomy wieloelektronowe. Układ okresowy r. akad. 2004/2005 1. Atom helu: struktura poziomów, reguły wyboru, 2. Zakaz Pauliego, 3. Moment pędu w atomach wieloelektronowych:

Bardziej szczegółowo

1. Określ liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach: wody, amoniaku i chloru

1. Określ liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach: wody, amoniaku i chloru 1. Określ liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach: wody, amoniaku i chloru 2. Na podstawie struktury cząsteczek wyjaśnij dlaczego N 2 jest bierny a Cl 2 aktywny chemicznie? 3. Które substancje posiadają budowę

Bardziej szczegółowo

Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny

Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny Uwzględniając postulaty kwantowe Bohra, można obliczyć promienie orbit dozwolonych, energie elektronu na tych orbitach, wartość prędkości elektronu na

Bardziej szczegółowo

Na rysunku przedstawiono fragment układu okresowego pierwiastków.

Na rysunku przedstawiono fragment układu okresowego pierwiastków. Na rysunku przedstawiono fragment układu okresowego pierwiastków. Zadanie 1 (0 1) W poniższych zdaniach podano informacje o pierwiastkach i ich tlenkach. Które to tlenki? Wybierz je spośród podanych A

Bardziej szczegółowo

Temat 1: Budowa atomu zadania

Temat 1: Budowa atomu zadania Budowa atomu Zadanie 1. (0-1) Dany jest atom sodu Temat 1: Budowa atomu zadania 23 11 Na. Uzupełnij poniższą tabelkę. Liczba masowa Liczba powłok elektronowych Ładunek jądra Liczba nukleonów Zadanie 2.

Bardziej szczegółowo

Zastosowanie spektroskopii UV/VIS do określania struktury związków organicznych

Zastosowanie spektroskopii UV/VIS do określania struktury związków organicznych Zwiększenie liczby wysoko wykwalifikowanych absolwentów kierunków ścisłych Uniwersytetu Jagiellońskiego POKL.04.01.02-00-097/09-00 Zastosowanie spektroskopii UV/VIS do określania struktury związków organicznych

Bardziej szczegółowo

Przejścia promieniste

Przejścia promieniste Przejście promieniste proces rekombinacji elektronu i dziury (przejście ze stanu o większej energii do stanu o energii mniejszej), w wyniku którego następuje emisja promieniowania. E Długość wyemitowanej

Bardziej szczegółowo

Identyfikacja płomieniowa tworzyw sztucznych Iloczyny rozpuszczalności trudno rozpuszczalnych związków w wodzie w temperaturze pokojowej

Identyfikacja płomieniowa tworzyw sztucznych Iloczyny rozpuszczalności trudno rozpuszczalnych związków w wodzie w temperaturze pokojowej Jeśli ktoś jest w posiadaniu tablic chemicznych, to bardzo prosilibyśmy, aby nam je nadesłał (na adres któregoś z administratorów, najlepiej w formie pliku *.doc; *.pdf; *.jpg) - na pewno je zamieścimy.

Bardziej szczegółowo

Zagadnienia. Budowa atomu a. rozmieszczenie elektronów na orbitalach Z = 1-40; I

Zagadnienia. Budowa atomu a. rozmieszczenie elektronów na orbitalach Z = 1-40; I Nr zajęć Data Zagadnienia Budowa atomu a. rozmieszczenie elektronów na orbitalach Z = 1-40; I 9.10.2012. b. określenie liczby cząstek elementarnych na podstawie zapisu A z E, również dla jonów; c. określenie

Bardziej szczegółowo

Wiązania jonowe występują w układach złożonych z atomów skrajnie różniących się elektroujemnością.

Wiązania jonowe występują w układach złożonych z atomów skrajnie różniących się elektroujemnością. 105 Elektronowa teoria wiązania chemicznego Cząsteczki powstają w wyniku połączenia się dwóch lub więcej atomów. Już w początkowym okresie rozwoju chemii podejmowano wysiłki zmierzające do wyjaśnienia

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego Spektroskopia molekularna Ćwiczenie nr 1 Widma absorpcyjne błękitu tymolowego Doświadczenie to ma na celu zaznajomienie uczestników ćwiczeń ze sposobem wykonywania pomiarów metodą spektrofotometryczną

Bardziej szczegółowo

Elementy chemii obliczeniowej i bioinformatyki Zagadnienia na egzamin

Elementy chemii obliczeniowej i bioinformatyki Zagadnienia na egzamin Elementy chemii obliczeniowej i bioinformatyki Zagadnienia na egzamin 1. Zapisz konfigurację elektronową dla atomu helu (dwa elektrony) i wyjaśnij, dlaczego cząsteczka wodoru jest stabilna, a cząsteczka

Bardziej szczegółowo

Chemia przed egzaminem część II

Chemia przed egzaminem część II Chemia przed egzaminem część II Wykonaj podane zadania powtórzeniowe, na ich podstawie zdefiniuj podane na końcu pojęcia poznane w gimnazjum podczas lekcji chemii. Zadanie 1 Na schemacie układu okresowego

Bardziej szczegółowo