Metody badania struktury związków chemicznych, część "spektro". 4

Imię i nazwisko: ................................................................................................ Warszawa, 9.02.2004 r.

PREREKWIZYTY:.....................

Zadanie 1

W widmie IR tlenku węgla ¹²C¹⁶O, zmierzonym w temp. 300K, występuje pasmo absorpcji dla v= 2143,27 cm^-1.

Zakładając przybliżenie energii drgań modelem oscylatora harmonicznego wyznaczyć względne obsadzenie poziomów energetycznych, pomiędzy którymi nastąpiło to przejście. Wykazać, że przejście to jest dozwolone.

Zadanie 2

W widmie rotacyjnym chlorowodoru ¹H³⁵Cl wystąpiły m.in. sąsiednie pasma o liczbach falowych: 104,13 cm^-1 i

124,73 cm^-1. Obliczyć:

- moment bezwładności cząsteczki

- długość wiązania w tej cząsteczce

- liczby kwantowe rotacji (j) odpowiadające poziomom między którymi nastąpiły przejścia.

Zadanie 3

Porównać fragmentację alkoholu etylowego CH₃-CH₂-OH (M=46) i eteru dietylowego CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃ (M=74) w badaniach MS. Narysować widma MS obu związków, uwzględniając tylko podstawowe rozpady. Zaproponować tworzenie pików metastabilnych w obu widmach. Czy wystąpią jednakowe jony w widmach obu tych związków?

Zadanie 4

Dozwolone wartości energii rotacyjnej w przybliżeniu modelem rotatora sztywnego dane są wyrażeniem: E₁=Bj(j+1). Obliczyć różnicę energii dwóch najniższych poziomów energetycznych rotacji cząsteczki chlorowodoru ¹H³⁵Cl w tym przybliżeniu. Obliczyć λ i ν fotonu, który wywołałby pierwsze możliwe przejście energetyczne. Zaznaczyć to przejście na odpowiednim diagramie poziomów energetycznych. Długość cząsteczki chlorowodoru wynosi 1,27 A.

Zadanie 5

Związek karbonylowy C₉H₁₈O wykazuje w widmie ¹H NMR tylko jeden sygnał δ¹H: 1,52 ppm. Sygnał ten jest ostrym singletem. Określić strukturę związku. Zinterpretować sygnały w widmie.

Zadanie 6

Wiedząc, że wektor spinu jądra ¹H (I=1/2) ma tylko dwa możliwe ułożenie w przestrzeni obliczyć różnicę energii oddziaływania momentu magnetycznego tego jądra (w obu ułożeniach) z zewnętrznym polem magnetycznym o natężeniu 50 000 G. współczynnik magnetogiryczny γ=27 000 G^-1•s^-1

Zadanie 7

Narysować przewidywane widmo ¹H NMR związku o strukturze:

Określić orientacyjne położenia sygnałów w widmie. Podać intensywności poszczególnych sygnałów, również w multipletach. Przypisać sygnały odpowiednim grupom protonów. Narysować diagram poziomów energetycznych uzasadniający rozszczepienie sygnałów. Narysować możliwe ułożenia przestrzenne spinu protonu wchodzącego w rezonans. Obliczyć wartości długości wektora spinu i jego składowej zetowej.

Zadanie 8

Omówić wpływ stożków przesłaniania grupy karbonylowej na przesunięcia chemiczne sąsiednich protonów widmie ¹H NMR acetofenonu C₆H₅COCH₃.

---