skanuj0118 (3)

2011-10-17

(u)		NMR
		WPROWADZENIE
		Większość cząsteczek organicznych wykazuje właściwości magnetyczne, związane z obecnością w nich jąder magnetycznych lub niesparowanych
METODY SPEKTROSKOPOWE		elektronów.
		! Metody magnetycznego rezonansu jądrowego (ang. Nuciear Magnetic
>H NMR		Resonance - NMR) wykorzystują jądra magnetyczne ('H, ^C, "P...) jako swoistą bardzo czulą sondę wbudowaną do wnętrza cząsteczki dla:
ANNA ZAWISZA		-    poznania jej struktury, -    śledzenia wewnątrzcząsteczkowych procesów dynamicznych, -    obserwacji reakcji chemicznych.
Uniwersytet Łódzki, Katedra Chemii Organicznej i Stosowaną)		Spośród metod rezonansowych największe znaczenie uzyskała metoda ’H NMR, umożliwiająca obserwowanie atomów wodoru, zazwyczaj
ul. Tamka 12,91-403 Łódź		najliczniejszych w cząsteczkach organicznych, oraz °C NMR, umożliwiająca bezpośrednie obserwowanie atomów tworzących szkielet cząsteczki.

W spektroskopii NMR próbka umieszczona w polu magnetycznym mota absorbować tale elektromagnetyczne o częstości radiowej (RFj w charakterystycznym dla danej próbki zakresie"częstości.

Absorpcja jest zależna od właściwości jąder w cząsteczkach.

Wykres przedstawiający intensywność sygnałów jako funkcją częstości promieniowania absorbowanego nazywamy widmem NMR.

Obecnie spektroskopia 'H NMR należy do najczęściej I najchętniej stosowanych technik analitycznych w anaiizie strukturalnej związków organicznych.

Do jej zalet zalicza się:

-łatwość przygotowania próbki,

-wymagana niewielka ilość próbki (10* - 10-^Jg),

-krótki czas wykonania widma (zwykle kilka minut),

-mały koszt rutynowego widma.

Najważniejsze jest jednak to, że z widma można odczytać bardzo dużo informacji strukturalnych, a jego interpretacja jest stosunkowo prosta.

MAGNETYCZNE WŁAŚCIWOŚCI JĄDER

Wszystkie jądra obdarzone są ładunkiem. W niektórych jądrach, wirujący wokół osi jądra ładunek generuje dwubiegunowe połę magnetyczne (dipol magnetyczny) zorientowane wzdłuż osi.

Rys. Wirujący ładunek protonu gonerule dipol magnolycoiy

Moment pędu wirującego ładunku (spin) może być zdefiniowany za pomocą kwantowej liczby spinowej /.

Liczby te mają wartości 0,K,1,il2 itd.. Podstawowym parametrem, który definiuje dipol magnetyczny powstały w wyniku istnienia spinu (wirowania) jądra, jest moment magnetyczny jądra p.

Widma NMR jąder o spinie jądrowym /=% (np. >,H, >,H, «,C, ’«₇N) mogą być z łatwością rejestrowane, ponieważ jądra te charakteryzują się sferycznym rozkładem ładunku. Spośród nich, w spektroskopii NMR najczęściej wykorzystywane są jądra 'H oraz jądra ^1,C.

WZBUDZANIE JĄDER O SPINIE V,

Jądra o spinie % umieszczone w zewnętrznym polu magnetycznym posiadają dwa poziomy energetyczne. Stany energetyczne oznacza się symbolami a i p lub 1/2 i -1/2.

AEjest określone zależnością:

ó£ " (by/2ir)B_g ; k- stała Plancka

y-wspAIczynnik magactogiryczny B,-aatfżenic pola magnetycznego

y“2*p/k/

Gdy w polu magnetycznym o zdefiniowanym natężeniu B„ pojawi się zróżnicowanie poziomów energetycznych jądra protonu, w wyniku naświetlania próbki promieniowaniem określonej częstości radiowej v„ możliwe jest wprowadzenie do układu energii i wywołanie przejścia pomiędzy poziomami energetycznymi.

Fundamentalne w spektroskopii NMR równanie koreluje zastosowane pole o częstości radiowej v, z natężeniem pola magnetycznego B„

V, = (y/2rr)B„ ponieważ AE = hv V, [MHz]

.X ,

0

(p

		£ ifr "kA
Y\o)X- 'Y>0-
u.	^vt^

A    > jo