87036

2

Metody badania struktury zwięzków chemicznych, część "spcktro".

Imię i nazwisko:.................................................................................................. Warszawa, 16.01.2004 r.

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

Zadanie 1

W widmie IR fluorowodoru 'H^>9F. zmierzonym w temp. 300K, występuje pasmo absorpcji dla v'=3958,40 cm'¹. Zakładając przybliżenie energii drgań modelem oscylatora harmonicznego wyznaczyć względne obsadzenie poziomów energetycznych, pomiędzy którymi nastąpiło przejście. Wykazać, że przejście to jest dozwolone.

Zadanie 2

W widmie Ramana chloru “Ch zaobserwowano (poza pasmem Reyleigha) 2 sygnały: w obszarze pasm stokesowskich - dla wartości Vf =24443 cm'¹ . a w obszarze pasm antystokesowskich - dla wartości V₂ =25557 cm'¹. Obliczyć stałą siłową wiązania w cząsteczce *CU Jakim promieniowaniem naświetlano układ? (podać wartość ). Przedstawić problem na odpowiednim diagramie poziomów energetycznych i narysować widmo. Wyznaczyć położenia pasm stokesowskiego i antystokesowskiego w widmie Ramanna chloru naświetlanego tym samym promieniowaniem. Wymienić przyjęte założenia.

Zadanie 3

Rozważyć fragmentację maślanu etylu CHrCHj-CHi-COO-CHrChb (M=116) w badaniach MS. Które fragmenty powstające w wyniku rozpadów i przegrupowań pokażą się w odpowiednim widmie MS? Narysować to widmo. Jakie pasma (podać wartość m/z) wystąpią w tym widmie. Przedstawić przykład tworzenia piku metastabilnego w widmie tego estru.

Zadanie 4

Funkcje falowe stanów dla energii elektronowej, oscylacyjnej i rotacyjnej, przybliżonych odpowiednio modelami: cząstki w pudle, oscylatora harmonicznego i rotatora sztywnego, (x), 4^/v (q), Y_{J m} (z?0) są funkcjami własnymi odpowiednich hamiltonianów: H(x), H(q) i H(d,0).

Podać postacie wyrażeń wyjściowych, pozwalających obliczyć lub sprawdzić:

-    średnią wartość pędu elektronu w stanie podstawowym,

-    średnią wartość położenia elektronu w drugim stanie wzbudzonym.

-    średnią wartość energii potencjalnej oscylatora harmonicznego w pierwszym stanie wzbudzonym,

-    czy dozwolone są przejścia energetyczne: elektronowe 2-*4, oscylacyjne 3-*6, rotacyjne 2-*5

-    czy funkcja Cn) jest funkcją własną H(q)

Zadanie 5

W widmie ^łH NMR związku G,H*Oj zaobserwowano następujące sygnały 6'H: 9,91 (s, 1H), 7,44 (d, 1H), 7,21 (m. 5H), 6,22 (d. 111). Dublety wykazują tę samą stałą sprzężenia. Określić strukturę związka Zinterpretować sygnały w widmie.

Zadanie 6

Przeanalizować możliwe ułożenia przestrzenne wektora spinu jądra ¹³B (1=3/2) przyjmując, że wektor ten zachowuje reguły kwantowania momenni pędu.

Zadanie 7

Narysować przewidywane widmo 'H 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

Na przykładzie roztworu metanolu w czterochlorku węgla omówić wpływ efektów dynamicznych na widmo NMR Narysować odpowiednie widma. Wykazać przydatność spektroskopii ^lH NMR w badaniach wiązania wodorowego.