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

↔ ↔

ν_{1 >} 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.

---