SMA, SMA - u Dubis na środę po świętach:


SMA - u Dubis na środę po świętach:

  1. Reguła wyboru (wzory)

  2. Symbole we wzorze

  3. Prawo Hooke'a

  4. Podczerwień

  5. Co to stała siłowa

  6. Jednostka energii

Spektrofotometria w podczerwieni

Spektrofotometria w podczerwieni (IR)

= metoda oparta na absorpcji promieniowania podczerwonego przez oscylujące cząsteczki

Liczba falowa n [cm-1]

n = 10 000/

- długość fali [mm]

1 mm = 1000 nm

Promieniowanie podczerwone - zakres długości fal

długość fali 0,8 - 2,5 nm

liczba falowa 12 500 - 4000 cm-1

długość fali 2,5 - 25 nm

liczba falowa 4 000 - 400 cm-1

długość fali 25 - 500 (do 1000) nm

liczba falowa 400 - 20 cm-1

Podstawy teoretyczne

Całkowita energia cząsteczki - suma energii związanych z różnymi formami ruchu:

E = Eel+Eosc+Erot

Eel > Eosc> Erot

Absorpcja promieniowania elektromagnetycznego przez cząsteczki powoduje wzbudzenie odpowiednich poziomów energii - efektem mierzalnym tego zjawiska jest widmo!

Oscylacja cząsteczki jest ruchem periodycznym, w czasie którego atomy na przemian oddalają i przybliżają się do siebie.

Model drgającej cząsteczki dwuatomowej

Prawo Hooke'a - siła F wychylająca atomy ze stanu równowagi jest proporcjonalna do wychylenia atomów q i skierowana przeciwnie

F = -f q

f - stała siłowa

Gdy atomy zachowują się jak oscylator harmoniczny wychylenie q zmienia się periodycznie:

q = Q cos 2t

Q - amplituda wychyleń atomów

 - częstość drgań oscylatora

t - czas trwania oscylacji

Częstość drgań (n) oscylatora harmonicznego:

n = 1/2 √ f/Mred

f - stała siłowa

Mred - masa zredukowana

Mred = 1/m1 + 1/m2 = (m1 + m2)/m1m2

Gdy częstość wyrażamy w jednostkach liczby falowej [cm-1]:

n = 1/2c √ f/Mred

c - prędkość światła

Drgania atomów w cząsteczkach mają charakter skwantowany = możliwe jest rozciąganie tylko do pewnych ściśle określonych stanów

Dla oscylatora harmonicznego:

Eosc = En+1 - En = h

Eosc - różnice pomiędzy skwantowanymi poziomami oscylacji

Krzywa energii potencjalnej oscylatora harmonicznego (v = liczba kwantowa oscylacji)

Widmo absorpcyjne/emisyjne oscylatora harmonicznego ma tylko jedno pasmo o częstości:

n = 1/2√ f/Mred

W oscylatorze harmonicznym możliwe jest tylko przejście spełniające warunek

 = ±1

Krzywa energii potencjalnej w oscylatorze anharmonicznym (krzywa Morse'a)

W oscylatorze cząsteczkowym:

Oscylator anharmoniczny

0 -> 1 (n = ±1) - ton podstawowy

0 -> 2 (n = ±2) - pierwszy nadton

0 -> 3 (n = ±3) - drugi nadton

Rodzaje drgań cząsteczkowych

Widmo IR

Oscylacje atomów cząsteczki zależą od:

Podstawowe rodzaje drgań:

1. Drgania rozciągające lub walencyjne - związane z ruchem atomów powodującym rozciąganie i skracanie długości wiązania chemicznego

2. Drgania deformacyjne - mogą mieć charakter drgań:

3. Drgania szkieletowe - na przykład pierścienia jako całości

Drgania walencyjne i deformacyjne w cząsteczce H2O

1. Walencyjne symetryczne (nsOH) 3652 cm-1 (2,74 mm)

2. Walencyjne antysymetryczne (nasOH) 3756 cm-1 (2,66 mm)

3. Deformacyjne nożycowe (dsHOH) 1596 cm-1 (6,27 mm)

Drgania walencyjne i deformacyjne w cząsteczce CO2

Walencyjne symetryczne (nsCO) 1349 cm-1 (7,46 mm)

Walencyjne antysymetryczne (nasCO) 2350 cm-1 (4,26 mm)

Deformacyjne nożycowe (dsCO2) 666 cm-1 (15,0 mm)

Deformacyjne nożycowe (dsCO2) 666 cm-1 (15,0 mm)

Schemat dwuwiązkowego spektrofotometru IR

Z - źródło promieniowania; Cz - czoper (system zwierciadeł);

M - monochromator; D - detektor; W -wzmacniacz;

R - rejestrator; K - komputer

Zastosowanie spektrofotometrii w podczerwieni

Identyfikacja związków - zebrany materiał doświadczalny pozwala na przypisanie poszczególnym grupom atomów ściśle określonych obszarów, w których występują charakterystyczne dla nich pasma absorpcyjne

Tablice korelacyjne - zbiór charakterystycznych liczb falowych pasm absorpcyjnych poszczególnych grup funkcyjnych, występujących w różnych rodzajach związków organicznych

Widmo IR - badanie wstępne

C-H N-H O-H

- częstości drgań C-C, C-O, C-N leżą wobszarze 1500-1700 cm-1

- częstości drgań C=C, C=O, C=N leżą wobszarze 1800-1500 cm-1

- częstości drgań C C, C O, C N leżą wobszarze 2300-2000 cm-1

Interpretacja widm IR:

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR)

Jądra atomowe niektórych izotopów umieszczone w jednorodnym polu magnetycznym mogą absorbować promieniowanie elektromagnetyczne o częstości radiowej - co wykorzystuje się do identyfikacji i badania struktury związków organicznych.

Podstawy teoretyczne:

- wytwarza pole magnetyczne

- ma swój moment pędu (spin jądrowy)

p=√ I(I+1) h

p - spinowy moment pędu

I - jądrowa spinowa liczba kwantowa

h - stała Plancka

Jądrowa spinowa liczba kwantowa (I):

- gdy suma ta jest liczbą parzystą to I przyjmuje wartości 0 lub całkowite (1,2,3)

- gdy suma ta jest liczbą nieparzystą to I przyjmuje wartości połówkowe (1/2, 3/2, 5/2)

Zależność liczby spinowej od liczby masowej (M) i liczby atomowej (A)

Liczba masowa M

Liczba atomowa A

Liczba spinowa I

nieparzysta

parzysta lub nieparzysta

1/2, 3/2, 5/2

parzysta

parzysta

0

parzysta

nieparzysta

1,2,3

Magnetyzm jądra wyraża się ilościowo momentem magnetycznym

 = g p

p - spinowy moment pędu

g - współczynnik giromagnetyczny

p=√ I(I+1) h

- jeżeli I = 0 to p=0 i =0 - takie jądra nie są czynne w spektroskopii NMR

- dotyczy to takich izotopów jak: 12C, 16O, 28Si, 32S

Magnetyczny rezonans jądrowy

wirujące jądra - wytwarzają pole magnetyczne

oddziałują z zewnętrznym polem magnetycznym

następuje przestrzenne kwantowanie spinu jądrowego p, który przybiera 2I+1 różnych orientacji wobec przyłożonego pola o natężeniu H0

każdej z orientacji odpowiada określona energia wyrażona wzorem:

E = mI γ h H0

mI - magnetyczna liczba kwantowa

Różnica energii E między dwiema sąsiednimi orientacjami spinowymi jest dla danego jądra i określonego natężenia pola magnetycznego stała:

E = γ h H0

Proton o liczbie spinowej I=1/2, umieszczony w jednorodnym polu magnetycznym H0, może przyjąć 2 orientacje:

Jądro ze stanu o energii niższej może przejść do położenia o energii wyższej i odwrotnie - gdy dostarczona zostanie energia równa różnicy energii między dwoma sąsiednimi poziomami spinowymi E

h = E = γ h/2 H0

= γ /2 H0

Warunkiem absorpcji jest wzajemne dopasowanie częstości promieniowania elektromagnetycznego n i natężenia zewnętrznego pola magnetycznego H0 = rezonans magnetyczny.

Częstości rezonansowe niektórych izotopów przy natężeniu pola H0=1T

Izotop

n [MHz]

1H

42,57

13C

10,71

14N

3,076

17O

5,772

19F

40,06

31P

17,24

Badanie NMR można prowadzić:

Protonowy rezonans magnetyczny

Przesunięcie chemiczne zależy od:

- temperatury

- rozpuszczalnika

- stężenia roztworu

- rozkładu gęstości elektronowej wokół jądra

- wtórnego pola magnetycznego powstającego w wyniku ruchu ładunków elektronowych skupionych wokół innych jąder

Widmo NMR etanolu

Powierzchnia pod krzywą każdego sygnału rezonansowego jest proporcjonalna do liczby protonów



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Do Mikołaja po Świętach!! (troche brutalne!), !!!Na Wesoło-HUMOR-DOWCIPY-ŚMIESZNE
pyt fizjo na odp po 2 kolosie
Wystąpienie Donalda Tuska na konwencji PO w Warszawie 26 czerwca 2010 1
sciaga na srode
termodynamika spr na srode 15.20 parzysta, Badanie wentylatora promieniowego szetela, POLITECHNIKA Ś
na srode, notki z zajęć
rzepak ozimy-1 poprawiony na nasz po grochu, Studia Rolnictwo, 6 semestr
ramka fioletowa na środe
rzepak ozimy-1 poprawiony na nasz po grochu xxxxxxx, Studia Rolnictwo, 6 semestr
projekt 182 już po świętach DMR 1807
Kosman M ,Elementy pogańskie w obrzędach pogrzebowych na Litwie po przyjęciu chrześcijaństwa(do XVIw
ekonomia, pytania-na-micro-po-poprawkach, 21
Jak wrócić na siłownię po dłuższej przerwie, Kulturystyka i fitnes
Upoważnienie na samochód po ukraińsku 1, dokumenty firmowe
Etapy Wyniszczania Polaków i ich Kultury na Kresach po roku 1939, ★ Wszystko w Jednym ★
Kluzik Rostkowska jesteśmy gotowi na koalicję z PO

więcej podobnych podstron