18814 Picture3

MO

sy, lak że o częstości jakiegoś drgania decyduje praktycznie określona grupa atomów, zwana grupą funkcyjną. Widma pozwalają na zbadanie obecności takich grup. Grupie -OH odpowiadają np. częstości drgań rozciągających w zakresie 3590-3650 cm pojedynczym wiązaniom C-C drgania w zakresie 700 1250 cm Widma oscylacyjne są wykorzystywane w badaniach symetrii cząsteczek. Widma uzyskiwane w podczerwieni, w spektrometrze wysokiej rozdzielczości, nazywa się oscylacyjno-rotacyjnymi. Pozwalają one na rozróżnienie pochłanianej energii rotacji i oscylacji.

Widma elektronowe

W praktyce często stosuje się w badaniach struktury cząsteczek widma elektronowe, wykorzystując wzbudzanie elektronów promieniowaniem widzialnym i nadfioletowym o długościach fal A. od 700 nm do kilku nm. Przejściom elektronów z poziomów energetycznych niższych na wyższe towarzyszy pochłanianie określonych kwantów energii hv, a z wyższych na niższe - oddawanie energii. Pochłanianiu światła widzialnego towarzyszy zmiana barwy substancji. Jeśli np. pochłaniane jest światło czerwone, to światło odbite, nie pochłonięte jest niebieskie i zielone. Spektroskopia elektronowa umożliwia badanie elektronowej struktury cząsteczek.

Spektroskopia fotoelektronów

Pod wpływem promieniowania nadfioletowego lub rentgenowskiego ma miejsce wyrywanie elektronów z cząsteczki. Elektrony te nazywane s^foloelek-tronami, a zjawisko efektem fotoelektrycznym. Energię promieniowania monochromatycznego potrzebną do wyrwania fotoelektronu, tj. energię jonizacji, ozna-e/a się. metodą UPS (Ultrafiolet Photoeleclron Speclroscopy) lub XPS (X-Ray riwtoelectron Speclroscopy). Wybite elektrony wpadają do przestrzeni, w której ulegają odchyleniu pod wpływem przyłożonego napięcia elektrycznego. Zmieniając napięcie uzyskuje się przepływy elektronów o różnej energii. W efekcie otrzymuje się widmo fotoelektronowe charakterystyczne dla pierwiastków lub związków. Metoda ta pozwala więc na szybkie identyfikowanie przede wszystkim substancji prostych. Stosując omawianą metodę można również zbadać potencjały jonizacyjne pierwiastków, mierzone w elektronowoltach eV, dotyczące energii odiywania kolejnych elektronów z atomów (potencjał pierwszy, drugi itd ). W ten sposób określa słę zdolność atomów pierwiastków do oddawania elektronów.

Elektronowy rezonans paramagnetyczny EPR

Atomy lub jony paramagnetyczne wykazują określony moment magnetyczny M_r Wektor \1, (jego wyróżniona składowa) może przyjmować tylko określone kierunki w przestrzeni, różniące się energią. Przejście od jednego >lnnu < innego wymaga nakładu odpowiedniego kwantu energii w zakresie miktnli Wielkość kwantu poci)łanianego przez atom lub jon paramagnclyc/n\ umie*, czony w polu magnetycznym zależy od wielkości indukcji pola magnetu /mą i jego natężenia. Stosując pole magnetyczne o stałej indukcji i zmieniając cz stotliwość promieniowania v uzyskuje się pochłanianie mikrofal Następu rezonans. Odwrotnie, stosując mikrofale o stałej długości (około 3 cm) i /nu niając indukcję pola magnetycznego, osiąga się rezonans. Sygnał świadczą! o rezonansie, czyli pochłanianiu promieniowania elektromagnetycznego, p charakterystyczny dla określonych atomów lub jonów paramagnetycznych, kin w len sposób można identyfikować.

Jądrowy rezonans magnetyczny NMR

Jądra atomów posiadają spin i związany z nim moment magnetu /n\ t Dotyczy to jąder atomów o nieparzystej liczbie protonów lub neutronów hąi nieparzystej sumie tych nukleonów. Spin jądrowy może przyjmować tylko m które, różniące się energią orientacje w przestrzeni w stosunku do kierunku w różnionego. Pomiar wielkości M\ (jego wyróżnionej składowej) odbywa w spektrometrach NMR. Analogicznie do EPR próbkę naświetla się promieni waniem elektromagnetycznym (fale radiowe) o długości fali mierzonej w m trach w określonym polu magnetycznym. Rezonans następuje przy okicslmi indukcji pola magnetycznego. Indukcja ta nazywa się efektywną i g i 01 mniejsza od indukcji przyłożonego pola magnetycznego. Różnica tych mdiilo nazywa się przesunięciem chemicznym, które spowodowane jest przez ohx /on jądra (ekranowanie). Rezonans protonowy dotyczy atomów wodoru występuj cycli w różnych połączeniach. Zależnie od rodzaju połączenia, np w grupa! Oli- CH₂=, CHj-, pojawiają się różne przesunięcia chemiczne. Przesunięcia ujawniają widma NMR złożone z pasm dotyczących odpowiednich polączi Dzięki temu możliwe staje się identyfikowanie struktury połączeń, a tak/c i aktywności protonów. Obecnie stosuje się spektrometry umożliwiające badan jąder nie tylko wodoru, lecz. również np. ^I3C, ^MN, 'P, "Cl, ’ Cl. Metoda zm duje zastosowanie w chemii organicznej i nieorganicznej.