ĆWICZENIE 2
POMIAR EFEKTÓW PODSTAWNIKOWYCH METODĄ SPEKTROSKOPII ABSORPCYJNEJ W PODCZERWIENI
Sprężyste właściwości wiązania kowalencyjnego zależą od rozmieszczenia elektronów tworzących to wiązanie, a więc będą w konsekwencji zależeć od zmian gęstości elektronowej, wywołanych obecnością różnych podstawników. Gdy wiązanie kowalencyjne zostaje wzbudzone do wyższego stanu oscylacyjnego, przy czym drgania te są drganiami aktywnymi w podczerwieni, wzbudzeniu towarzyszy zawsze pewne rozsunięcie ładunków. Jeśli podstawniki sąsiadujące z rozpatrywanym wiązaniem wykazują w stosunku do niego efekty elektroakceptorowe, rozsunięcie ładunków może być utrudnione, a wzbudzenie wiązania do wyższego poziomu oscylacyjnego będzie wymagać wówczas dostarczenia większej porcji energii. Pasmo absorpcyjne związane z tym wzbudzeniem ulegnie wtedy przesunięciu w kierunku wyższych liczb falowych (krótszych fal).
ν1 ν2
↔ ↔
ν1 > ν2
Zakres przesunięcia widmowego tego typu może stanowić miarę elektronowych wpływów podstawnika. W niniejszym ćwiczeniu zostanie poddany pomiarowi wpływ podstawników Y na częstość drgań rozciągających grupy karbonylowej w układzie:
Mechanizm oddziaływań elektronowych może w tym przypadku polegać na efektach zarówno indukcyjnych (polaryzacja wiązania sigma) jak mezomerycznych (przenikanie sąsiadujących orbitali), możliwych dzięki sprzężeniu niewiążącej pary elektronowej podstawnika Y z elektronami grupy karbonylowej.
Efekty wynikłe z oddziaływań przestrzennych podstawnika powinny być w tym układzie nieznaczne; istotne komplikacje mogą wprowadzić ewentualne wiązania wodorowe.
CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA
Odczynniki:
aldehyd octowy
metylopropyloketon
aceton
octan etylu
acetofenon
chlorek acetylu
acetamid
kwas octowy
Mierzymy możliwie najdokładniej położenie maksimum absorpcji dla pasma grupy karbonylowej w pobliżu 1700 cm-1, stosując 5% roztwory każdego związku w CCl4 w kuwecie o grubości 0.1 mm.
Wyznaczamy dla każdego podstawnika Y wartość Δν, którą definiuje się jako przesunięcie widmowe, odniesione do aldehydu octowego (Y=H).
Korzystając z programu Hyperchem wyznaczamy długość wiązania C=O w badanych związkach.
Przedstawiamy otrzymane wyniki w tabeli oraz przedstawiamy wnioski.