Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов очной формы обучения по направлению 020100. 68 «Химия»
Скачать 497.92 Kb.
|
| Тема 1. Техника работы со спектральным оборудованием Средства измерения и их характеристики. Типы средств измерения (мера, измерительные приборы и преобразователи), их классификация. Структурная схема исследовательского прибора, его характеристики (чувствительность, селективность, диапазон измерения, порог обнаружения и др.). Выделение полезного сигнала измерительной информации. Электронная фильтрация шумов с помощью электронного RC-фильтра, постоянная времени. Математическая фильтрация шумов. Аппаратура для спектральных исследований. Однолучевая схема абсорбционного спектрофотометра, ее структурные элементы (источники сплошного и линейчатого излучения в различных спектральных областях, монохроматоры, фотоприемники излучения, элементы информационно-регистрирующего тракта). Преимущества и недостатки однолучевой схемы. Однолучевая схема спектрографа с использованием ПЗС-матриц в качестве приемника. Двухлучевая схема спектрального прибора, ее преимущества и недостатки. Стандартные схемы монохроматоров спектральных приборов. Принципиальная схема атомно-абсорбционного спектрофотометра, режимы атомизации. Приборы для измерения эмиссионных спектров. Флуориметры, режимы сканирования монохроматоров. Криогенные устройства для люминесцентных исследований. Использование импульсных лазеров для кинетических исследований. Приборы для регистрации спектров рассеяния и отражения света. Фурье-спектрометры. Кюветы для исследования веществ в различных областях спектра. Фотометрические величины и количественные законы спектрального анализа: обработка информации. Абсорбционная спектроскопия атомов и молекул, законы поглощения света веществом. Фотометрия и спектрометрия. Люминесцентная спектроскопия, основные законы люминесценции. Спектроскопия отражения и рассеяния света. Координаты спектров пропускания, поглощения, рассеяния света. Допустимые интервалы измерения спектральных величин. Коррекция фонового поглощения, неидеальности нулевой линии при измерении спектров оптической плотности. Интегральная интенсивность спектров. Спектры четных и нечетных производных. Спектральное разрешение. Тема 2. Колебательная инфракрасная спектроскопия Квантовомеханический и классический подход к описанию колебательных спектров. Уровни энергии, их классификация, фундаментальные, обертонные и составные частоты. Гармонический и ангармонический осциллятор. Прямая и обратная колебательная спектральная задача. Элементы математического аппарата теории колебательных спектров. Силовые постоянные. Нормальные колебания. Симметрия строения и колебаний молекул. Правила отбора и интенсивность ИК-спектров. Влияние симметрии молекул на интенсивность полос ИК-спектров. Ферми-взаимодействия. Полуэмпирическая концепция характеристических (групповых) колебаний. Валентные и деформационные колебания. Использование характеристических полос поглощения для структурного анализа молекул химических соединений. Эмпирические приемы расшифровки ИК-спектров. Спектры комбинационного рассеяния света. Механизмы рассеяния квантов в стоксовой и антистоксовой областях спектра. Применение спектроскопии комбинационного рассеяния света для исследования строения органических молекул. Правило интенсивностей для молекул с центром симметрии. Тема 3. Электронная абсорбционная спектроскопия Электронные состояния молекул, их симметрия и мультиплетность для двухатомных и линейных многоатомных молекул. Электронные переходы. Орбитальное приближение для описания электронных переходов. Интенсивность поглощения и испускания света. Правила отбора. Квантово-механическая и классическая интерпретация принципа Франка-Кондона. Симметрия молекул и электронных переходов (на примере молекулы бензола). Корреляционные диаграммы Уолша. Использование свойств симметрии молекул при квантово-механических расчетах электронных спектров. Форма контура электронных полос, тонкая структура вибронных спектров. Эффект Шпольского. Сплошные спектры и причины их возникновения. Использование электронной спектроскопии в фотохимии. Полуэмпирическая концепция электронных переходов. Объекты для исследования методом электронной спектроскопии. Хромофоры и ауксохромы. Классификация переходов и полос поглощения. Избирательное поглощение важнейших структурных фрагментов молекул. Полосы переноса заряда. Принцип аддитивности для сопряженных электронных систем. Правила Вудворда и их применение для структурного анализа. Установление структуры химических соединений по электронным спектрам. Критерии Мак-Коннела. Спектры флуоресценции и фосфоресценции органических молекул. Время жизни возбужденного электронного состояния. Флуоресценция и фосфоресценция. Диаграмма Яблонского. Основные законы люминесценции. Механизмы тушения люминесценции. Кинетические исследования. Использование эффекта Шпольского в методе матричной низкотемпературной люминесценции. Тема 4. Люминесценция Спектры флуоресценции и фосфоресценции органических молекул. Время жизни возбужденного электронного состояния. Флуоресценция и фосфоресценция. Диаграмма Яблонского. Основные законы люминесценции. Механизмы тушения люминесценции. Кинетические исследования. Использование эффекта Шпольского в методе матричной низкотемпературной люминесценции. Тема 5. Радиоспектроскопия ПМР и ЭПР Условия для возникновения спектров магнитных резонансов ЯМР и ЭПР. Классическая и квантовая модель объяснения явления магнитных резонансов. Спин-спиновая и спин-решеточная релаксания магнитных ядер. Понятие химического сдвига и конуса анизотропии. Примеры влияния строения молекулы на спектр сигнала ЯМР. Магнитные системы первого и второго порядков. Мультиплетное расщепление сигналов и величина константы спин-спинового взаимодействия (КССВ). Расшифровка спектров ПМР первого и второго порядков (случай АВ, АВ2, АВХ). Влияние изомерии и конформации молекул. Калибровочные стандарты и растворители для получения спектров. Химические объекты, дающие сигнал ЭПР. Форма сигнала и спектры производных. Анизотропия g-фактора. Условия для наблюдения спектров ЭПР. Двойные резонансы сигнала ПМР и ЭПР, использование их для изучения механизма радикальных реакций. Калибровочные стандарты и приборы ЭПР. Тема 6. Масс-спектроскопия Физические основы масс-спектрометрического распада. Виды ионизации: электронный удар, химическая ионизация, десорбционная ионизация. Полевая ионизация и десорбция. Плазменная и лазерная десорбционная масс-спектрометрия. Однозарядные и многозарядные ионы. Метастабильные ионы. Полуколичественная теория масс-спектрометрического распада. Правила Стивенсона, выброса максимального алкильного радикала, распада четноэлектронных ионов. Перегруппировки, сложные фрагментации. Структурные и стереохимические факторы. Трансформация спектра в зависимости от энергии ионизации. Сравнение спектров низкой и высокой энергии, корреляционные характеристики. Практические основы интерпретации масс-спектров. Использование изотопных пиков, азотное правило. Гомологические серии фрагментных ионов и построение схем фрагментации. Четыре поколения масс-спектрометрической техники. Принципиальные основы устройства масс-спектрометров. Система ввода образца. Разделение и регистрация ионов. Электростатический анализатор. Квадрупольный и октупольный анализатор. Ионная ловушка. Детектирование ионов, времяпролетный анализатор. Масс-спектрометрия высокого разрешения и с применением преобразования Фурье. Калибровка приборов малого и высокого разрешения. Метод внешнего и внутреннего стандартов, добавок и изотопного разбавления. Тандемная масс-спектроскопия. Система трех квадруполей. Приборы продленной и гибридной геометрии. Спектрометрия ионной подвижности. Активация ионов соударением и фотоионизация. Поверхностно-индуцированная диссоциация. Сочетание масс-спектрометра с хроматографической техникой, выигрыш по селективности и чувствительности. Масс-спектрометрия основных классов органических соединений: алканы и алициклические углеводороды, алкены и диены, арены, спирты и фенолы, эфиры, амины, алкил- и арилгалогениды, нитросоединения, оксимы и диазосоединения, карбонильные соединения и карбоновые кислоты, сульфосоединения и нуклеиновые кислоты. Пептидная карта масс и протеомика. 6. Планы семинарских занятий. Семинарские занятия учебным планом не предусмотрены. 7. Темы лабораторных работ. (Лабораторный практикум) Лабораторная работа № 1. Знакомство с устройством и принципом работы ИК-Фурье-спектрометра. Градуировка спектрометра в различных областях спектра. (4час.). Цель работы: изучение устройства спектральных приборов и правил работы с ними. Оборудование: спектральные приборы, описания к ним, технические руководства. Лабораторная работа № 2. Знакомство с устройством и принципом работы двухлучевого дифференциального спектрофотометра со щелевым монохроматором. (4 час.). Цель работы: изучение устройства спектральных приборов и правил работы с ними. Оборудование: спектральные приборы, описания к ним, технические руководства. Лабораторная работа № 3. Знакомство с устройством и принципом работы регистрирующего спектрофлуориметра. Режимы сканирования монохроматоров прибора. (4 час.). Цель работы: изучение устройства спектральных приборов и правил работы с ними. Оборудование: спектральные приборы, описания к ним, технические руководства. Лабораторная работа № 4. Знакомство с устройством и принципом работы атомно- абсорбционного и атомно-эмиссионного спектрофотометра с пламенной и электротермической атомизацией. Определение чувствительности и характеристической концентрации для раствора ацетата меди. (4 час.). Цель работы: изучение устройства спектральных приборов и правил работы с ними. Оборудование: спектральные приборы, описания к ним, технические руководства. Лабораторная работа № 5. Техника ИК- спектроскопии. Регистрация спектров жидкостей и суспензий в тонких слоях, разбавленных растворов в кюветах определенной толщины. Спектры твердых веществ в таблетках KBr. (4 час.) Цель работы: освоение практической методики снятия спектров. Оборудование: ИК-спектрофотометр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 6. Структурно-групповой анализ органических соединений по ИК-спектрам поглощения. (4 час.) Цель работы: определение группового состава нефтепродуктов. Оборудование: ИК-спектрофотометр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 7. Определение типа замещения в бензольном кольце по ИК-спектру. (6 час.) Цель работы: определение положения заместителей в бензольном кольце ароматического углеводорода. Оборудование: ИК-спектрофотометр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 8. Количественный анализ изомеров ксилолов по ИК-спектру поглощения. (6 час.) Цель работы: определение содержания ксилолов в смеси. Оборудование: ИК-спектрофотометр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 9. Проявление водородной связи в ИК-спектрах и определение энергии Н-связи. (6 час.) Цель работы: определение энергии Н-связи. Оборудование: ИК-спектрофотометр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 10. Изучение кето-енольной таутомерии по ИК-спектру поглощения. (6 час.) Цель работы: определение содержания кетонной и енольной форм в карбонильных соединениях. Оборудование: ИК-спектрофотометр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 11. Изучение кето-енольной таутомерии по УФ-спектру поглощения. (6 час.) Цель работы: Определение константы кето-енольной таутомерии ацетилацетона и скорости иодирования анилина по электронным спектрам поглощения. Оборудование: УФ -спектрофотометр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 12. Исследование кислотно-основных равновесий методом УФ-спектроскопии (6 час.) Цель работы: определение констант диссоциации слабых органических кислот по электронным спектрам поглощения. Оборудование: УФ -спектрофотометр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 13. Использование правил Вудворда при интерпретации электронных спектров поглощения веществ. (6 час.) Цель работы: интерпретации электронных спектров поглощения органических веществ. Оборудование: УФ -спектрофотометр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 14. Сравнение контура спектра поглощения и люминесценции растворов флуоресциина, определение оптимальных условий возбуждения спектра испускания. (6 час.) Цель работы: исследование возможностей люминесцентной спектроскопии. Оборудование: УФ-спектрофотометр, спектрофлуориметр, кюветы, вещества для исследования. Лабораторная работа № 15. Получение квазилинейчатых спектров ароматических углеводородов в условиях матричной изоляции, сравнение со спектрами растворов. (6 час.) Цель работы: получение и интерпретация квазилинейчатых спектров ароматических углеводородов. Оборудование: Спектрофлуориметр, кюветы, вещества для исследования. 8. Примерная тематика курсовых работ Курсовые работы не предусмотрены учебным планом. 9. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля). Контроль за выполнением выполнения самостоятельной работы студентов осуществляется посредством:
Типовые вопросы и задачи для текущего контроля Колебательная спектроскопия 1. Колебательные спектры возникают при взаимодействии вещества : 1) с гамма-излучением; 2) с видимым светом ; 3) с радиоволнами 4) с ИК-излучением ; 5) с УФ-излучением 2. инфракрасным спектрам поглощения соответствуют: 1) электронные переходы из основного в возбужденное состояние; 2) колебательные переходы из основного в возбужденное состояние; 3) электронные переходы из возбужденного в основное состояние ; 4) вращательные переходы из основного в возбужденное состояние. 3. Частота валентных колебаний : 1) больше чем частота деформационных колебаний ; 2) меньше чем частота деформационных колебаний ; 3) больше чем частота деформационных колебаний одной и той же группы молекулы ; 4) меньше чем частота деформационных колебаний одной и той же группы молекулы . 4. Комбинационным рассеянием называется рассеяние света : 1) без изменения частоты; 2) с увеличением частоты; 3) с уменьшением частоты ; 4) с изменением частоты. 5. Какие колебания молекулы СО2 проявляются в ИК-спектре, а какие в КР-спектре ? 1) Полносимметричное валентное колебание 1 активно в КР-спектре, а деформационное 2 и антисимметричное 3 — в ИК-спектре. 2) Все колебания 1, 2 и 3 активны в ИК- и КР-спектрах. 3) Полносимметричное валентное колебание 1 активно в ИК-спектре, а деформационное 2 и антисимметричное 3 — в КР-спектре. 4) Все колебания 1, 2 и 3 активны только в ИК-спектре. 6. Сколько поступательных, вращательных и колебательных степеней свободы у тетраэдрической молекулы СН4 ? 1) Поступательных — 3, вращательных — 3, колебательных — 9. 2) Поступательных — 3, вращательных — 2, колебательных — 10. 3) Поступательных — 3, вращательных — 3, колебательных — 3. 4) Поступательных — 3, вращательных — 3, колебательных — 5. 7. Сколько поступательных, вращательных и колебательных степеней свободы у линейной молекулы HCN и угловой — Н2О ? Одинаково ли у них число основных частот колебаний ? 8. Укажите характерные особенности колебательных спектров (ИК- и КР-) приведенных ниже молекул: 1) Cl2 ; 2) Hcl ; 3) CO ; 4) CF2=CH2 ( только валентные колебания двойной связи ) ; 5) СН3СН=СНСН3 (только валентные колебания двойной связи ). 9. Отличаются ли энергии диссоциации изотопных молекул, например Н2 и D2 ? 1) Энергии диссоциации одинаковы. 2) На вопрос ответить нельзя, так как не приведены данные об их частотах колебаний и ангармоничности. 3) Энергия диссоциации у D2 больше, чем у Н2. 4) Энергия диссоциации у Н2 больше, чем у D2. 10. Проявляются ли (активны ли) колебания полярных двухатомных молекул (например HСl) в ИК-спектрах и спектрах КР ? 1) Проявляются только в ИК-спектрах. 2) Проявляются только в КР-спектрах. 3) Проявляются в ИК-спектрах и в спектрах КР. 4) Не проявляются ни в ИК-спектрах, ни в спектрах КР. 11. Предскажите вид колебательных спектров ( ИК- и КР-спектров ) для линейной молекулы диоксида углерода и укажите типы колебаний для данной молекулы. 12. Какие изменения произойдут в инфракрасном спектре поглощения изопропилового спирта после его обработки хлористым бензоилом ? 13. Какие изменения произойдут в инфракрасном спектре поглощения изопропилового спирта после его обработки хлористым ацетилом ? 14. Какие основные изменения произойдут в инфракрасном спектре поглощения циклопентанона после его обработки этиленгликолем в кислой среде ? 15. Какие характерные различия можно ожидать в инфракрасном спектре поглощения для следующих соединений : а) СН3СН2СН2NH2, (СН3)2СНNH2 и (CH3)3N б) (СН3)2СН–О–СН(СН3), (СН3)3С–О–СН2СН3 и (СН3)3С–О–Н в) (СН3)2СН–ОН и (СН3)2СН–О–СН(СН3)2 г) СНССН2СН2СН3, СН3СССН2СН3 и СНССН(СН3)2 д) СН3СН=СНСН3, СН2=С(СН3)2, СН2=СНСН2СН3 и (СН3)2С=С(СН3)2 е) дипропиламин, анилин и трифениламин. 16. В ИК-спектре молекулы CS2 наблюдаются две основные частоты при 399 и 1552 см–1 , а в КР-спектре — одна при 671 см–1. На основании этих данных укажите, какова геометрия молекулы сероуглерода и какие колебания проявляются ( активны ) в ИК-спектре. 17. Молекула ацетилена в основном состоянии имеет линейное строение, а в возбужденном состоянии принимает нелинейную транс-конфигурацию. Одинаково ли число основных частот колебаний этих двух состояний ? 18. В инфракрасном спектре поглощения (2-оксиэтил)-циклопентадиена, полученном в тонком слое, имеется широкая полоса поглощения в области 3600–3100 см–1. При записи спектра в разбавленном ( 0,01 М ) растворе в четыреххлористом углероде широкая полоса исчезает и вместо нее появляется узкий пик при 3600 см–1. Объясните данные различия в инфракрасных спектрах поглощения. 19. Молекула ацетилена в основном состоянии имеет линейное строение, а в возбужденном состоянии принимает нелинейную транс-конфигурацию. Одинаково ли число основных частот колебаний этих двух состояний ? 20. Максимум полосы поглощения ОН-группы о-нитрофенола в ИК-спектре, полученном в таблетке Kbr или в разбавленном растворе CHCl3, имеет одну и туже частоту — 3200 см–1, а в случае n-нитрофенола частоты максимума разные и равны соответственно 3325 и 3530 см–1. Дайте объяснение. Электронная спектроскопия 1. Спектрам поглощения в ультрафиолетовой области спектра соответствуют 1) электронные переходы из основного в возбужденное состояние; 2) колебательные переходы из основного в возбужденное состояние; 3) электронные переходы из возбужденного в основное состояние ; 4) вращательные переходы из основного в возбужденное состояние. 2. Электронные переходы в молекулах проявляются в ультрафиолетовой и видимой областях спектра примерно от 100 до 1000 нм. Какова энергия этих переходов в см–1 ? 1) 10 – 100 ; 2) 100 – 1000 ; 3) 10000 – 100000 ; 4) 10 – 100000. 3. Электронные спектры возникают при взаимодействии вещества : 1) с гамма-излучением; 2) с видимым светом ; 3) с радиоволнами ; 4) с ИК-излучением ; 5) с УФ-излучением. 4. Какие электронные переходы запрещены по спину : 1) синглет-синглетные ; 2) синглет-триплетные ; 3) триплет-триплетные ; 4) для электронных переходов нет запрета по спину. 5. Какова мультиплетность электронного состояния молекулы, при котором спины двух электронов параллельны : 1) 1/2 ; 2) 1 ; 3) 2 ; 4) 3. 6. Среди приведенных ниже групп найдите ауксохромы : 1) С=С–С=О ; 2) С=С–С=С ; 3) –NH2 ; 4) C=C ; 5) C=O ; 6) –OH. 7. Увеличение цепи сопряжения полиенов приводит в УФ-спектре к : 1) батохромному сдвигу и гипохромному эффекту; 2) батохромному сдвигу и гиперхромному эффекту; 3) гипсохромному сдвигу и гипохромному эффекту; 4) гипсохромному сдвигу и гиперхромному эффекту. 8. Видимый свет представляет собой электромагнитное излучение, занимающее интервал спектра от 400 до 800 нм. Объясните, почему многие вещества имеющие максимум поглощения ниже 400 нм интенсивно окрашены. 9. Электронные спектры поглощения бутанона-2 и бутен-3-она-2 в области 220–350 нм имеют один максимум: при 270 нм ( 17) — спектр А и при 315 нм ( 28) - спектр Б. Какому веществу принадлежит каждый спектр ? 10. В электронном спектре поглощения трифениламина имеется полоса при 227 нм в нейтральном растворе. Объясните, почему данная полоса исчезает в кислом растворе. 11. Можно ли по электронным спектрам поглощения контролировать течение следующих реакций : а) диеновой конденсации; б) альдольной конденсации; в) азосочетания; г) образования ацеталей; д) гидрирования аренов. 12. Оптическая плотность водного раствора соединения Х при = 250 нм составляет 0,542 при концентрации 0,1 моль/л в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см. Коэффициент поглощения соединения Х равен 9000. Известно, что Х реагирует по уравнению: X = Y + Z. Найдите константу равновесия этой реакции, если известно что соединения Y и Z не поглощают в области поглощения Х. 13. При гидролизе 5-метил-3-хлор-1,4-гексадиена были выделены два изомерных спирта. Электронный спектр поглощения одного из них содержит полосу при 223 нм (lg = 4,4), а другого — полосу при 236 нм (lg = 4,3). Каково их строение ? 14. При нагревании образца этилциклопентадиена (макс = 247нм, 3400) в течении 0,5; 1,5; 2,5; 4 ч в спектре поглощения наблюдается уменьшение мольного коэффициента поглощения и составляет 2800, 2050, 1650, 1100 соответственно. Определите для каждого момента времени степень превращения этилциклопентадиена в его димер, если последний прозрачен при 247 нм. 15. Какие изменения в электронном спектре поглощения акролеина СН2=СН–СН=О [макс = 203 нм ( 12000), макс = 345 нм ( 20)] следует ожидать при разбавлении этанолом, содержащим следы кислоты ? 16. Пропускание водного раствора фумарата натрия при = 250 нм и 25 С составляет 19,2 % для 510–4 моль/л раствора в кювете толщиной 1 см. Вычислите оптическую плотность и молярный коэффициент поглощения. 17. Как будет изменяться УФ-спектр поглощения фенола в водном растворе при изменении кислотности среды от сильнокислой до щелочной ? 18. Для ряда линейных полициклических ароматических углеводородов общей формулы CnH0,5n+3 (где n = 14, 18, 22) в электронных спектрах поглощения имеются максимумы поглощения при 380 нм ( ~ 7900 ), 480 нм ( ~ 11000 ) и 580 нм ( ~ 12600 ). Соотнесите данные спектров с формулами кислот. 19. Электронные спектры поглощения метиловых эфиров бензойной и фенилуксусной кислот имеют в интервале 220 – 350 нм имеют один максимум: при 260 нм (lg ~ 2,2) — спектр А и при 285 нм (lg ~ 3,1) — спектр Б. Какому веществу соответствует каждый спектр ? 20. Для ряда непредельных кислот СН3(СН=СН)nСООН (где n = 2, 3, 4) в электронных спектрах поглощения имеются максимумы поглощения при 260 нм ( ~ 6500), 310 нм ( ~ 9000) и 330 нм ( ~ 11000). Соотнесите данные спектров со структурами кислот. 21. Какие изменения в электронном спектре поглощения циклопропанона следует ожидать после гидратации ? 22. Электронные спектры поглощения бутадиена-1,3 и гексадиена-2,4 в области 200–250 нм имеют один максимум : при 217 нм ( ~ 21000) — спектр А и при 227 нм ( ~ 23000) — спектр Б. Какому веществу принадлежит каждый спектр? 23. В каком растворителе, Ccl4 или СН3СN, больше вероятность зарегистрировать тонкую колебательную структуру электронного перехода растворенного соединения? Почему? 24. Можно ли отличить методами оптической спектроскопии внутри- и межмолекулярную водородную связь? Аргументируйте ответ конкретными примерами. 25. Определите константу кето-енольной таутомерии ацетилацетона для растворов вещества в гексане, этаноле и воде, если в указанной области молярный коэффициент поглощения равен 11200, 9500 и 1900 соответственно. Объясните, полученные результаты. СН3СОСН2СОСН3 СН3С(ОН)=СНСОСН3 кето-форма енольная форма макс 275 нм ( ~ 100) макс 270 нм ( ~12000) 26. В электронном спектре поглощения окиси мезитила СН3СОСН=С(СН3)2 (в гептане) в области от 200 от 400 нм имеются две полосы поглощения с максимумами при = 230 нм и = 327 нм, обусловленные соответственно * и n* переходами. Объясните, какие изменения произойдут в спектре после замены гептана на более полярный растворитель. 27. Какие характерные изменения произойдут в электронном спектре поглощения ацетоуксусного эфира после замены растворителя: гексана на воду? 28. Какие изменения произойдут в УФ-спектре циклопентанона после его обработки литийалюминийгидридом? 29. Какому из непредельных изомерных спиртов С6Н8О принадлежит электронный спектр поглощения с максимумом при 223 нм ( = 14000 )? 1) СНССН(ОН)СН2СН=СН2 2) СНССН(ОН)СН=СНСН3 3) СНССН=СН(ОН)СН3 4) СН2=СНСН(ОН)СН2ССН 5) СН2=СНС(СН3)(ОН)ССН ПМР-спектроскопия 1.Спектры ПМР метилбензола, I,4-диметилбензола и 1,3,5-триметилбензола содержат по два синглета при δ = 2.0 м.д. и δ = 7.2 м.д. Какому веществу соответствует каждый спектр (А-В), если соотношение интенсивностей указанных сигналов составля ет 3:5 (А), 3:2 (Б), 3:1 (В) ?  2.Нужно получить спектр ПМР 1-(циклопентен-3-ил)-пропанона-2 Какие из перечисленных растворителей можно использовать при этом: ацетон, циклогексан, хлороформ, бензол, четыреххлористый углерод ? 3. Спектры ПМР двух органических веществ, имеющих общую формулу C3H6O3 представляют собой одиночные синглеты при δ = 3.6 м.д. (вещество А) и δ = 5.0 м.д. (вещество Б). Назовите соединения А и Б. 4. Определите структурную формулу соединений, в спектре ПМР ко торых имеются характерные сигналы (δ , м.д.): 1) С4Н9Вг - 1.05 (дублет, 6Н); 1.95 (мультиплет, 1H); 3.35 (дублет, 2Н). 2) С3Н3С15 - 5.4 (триплет, 1H); 3.9 (дублет, 2Н) 3) С2Н6О - 1.2 (триплет, 3Н); 3.6 (квадруплет, 2Н); 4.0 (синглет, 1H) 4) С10Н14 - 1.30 (синглет, 9Н); 7.28 (синглет, 5Н) 5) С10Н14 - 0.88 (дублет, 6Н); 1.86 (мультиплет, 1H); 6) С2Н4О2 - 1.3 (синглет, 3Н); 11.5 (синглет, 1H) 7) С3Н8О - 1.13 (дублет, 6Н); 3.2 (септет, 1H); 3.9 (синглет, 1H) 8) С4Н8О2 - 1.21 (триплет, 3Н); 1.93 (синглет, 3Н); 4.0 (квадруплет, 2Н). 5. Какому изомеру пентахлорпропана соответствует спектр ПМР, содержащий триплет (δ = 4.60 м.д.) и дублет (δ = 6.05 м.д.)? 6. B спектре ПМР соединения C2H3Br3 имеются следующие сигналы: δ = 4.3 м.д. (дублет) и δ = 5.9 м.д. (триплет). Установите строение вещества. 7. В спектре ПМР соединения С4Н6Вг2 имеются сигналы (δ, м.д.): 2.14 (синглет), 4.15 (дублет) и 5.8 (триплет); соотношение интенсивностей сигналов 3:2:1. Установите структурную формулу вещества. 8. По данным спектра ПМР (два синглета при δ = 3.9 м.д. и δ = 7.4 м.д.) и брутто-формуле C2H4OCl2 установите строение вещества. 9. После обработки броммалонового эфира раствором соды в спектре ПМР остаются 2 сигнала: триплет при δ = 1.1 м.д. и квадру плет при δ = 4.0 м.д. Итоговое соединение не содержит натрия. В какое вещество превратился броммалоновый эфир ? 10. Жидкость с брутто-формулой C6H6S нерастворима в воде и разбавленных кислотах, растворима в растворах щелочей; на воз духе медленно окисляется. В спектре исходного вещества имеются сигналы δ = 3.4 м.д. (синглет, 1H) и δ = 7.1 м.д. (уширенный синглет, 5Н). Спектр ПМР продукта окисления δ = 7.2 - 7.7 м.д. (мультиплет). Определите строение вещества C6H6S. 11. Соединение C10H13Br при окислении перманганатом калия превращается в бензойную кислоту и имеет в спектре ПMP три синглета с δ = 1.7; 3.1; 7.3 м.д. (соотношение интегральных интенсивностей 6:2:5 соответственно). Определите структуру соединения. 12. Соединение C11H16O образует со щелочами соли, с хлорным железом дает цветную реакцию. В его спектре ПМР имеются два синглета с δ = 2.1 и 4.2 м.д., соотношение интенсивностей 15:1. Определите его строение. 13. Бромистый водород провзаимодействовал со стиролом. Данные спектра ПМР продукта реакции (δ, м.д.): 2.0 (дублет), 5.2 (квадруплет), 7.3 (уширенный синглет); соотношение интенсивностей сигналов 3:1:5. Определите, произошло ли присо единение по правилу Марковникова, или нет. 14. Углеводород С10H14 при окислении перманганатом калия образу ет терефталевую кислоту. ПМР-спектра исходного вещества (δ, м.д.): 1.2 (дублет), 2.3 (синглет), 2.8 (сеп тет), 7.2 (синглет); соотношение интенсивностей сигналов 6:3:1:4 соответственно. Определите строение исходно го углеводорода. 15. Продукт бромирования амина С6Н7N дает спектр ПМР, содержащий синглет при δ = 3.6 м.д. и систему из двух дублетов в области 6.6 - 7.3 м.д. Все 3 сигнала имеют одинаковую интенсивность. Определите структуру продукта. 16. При гидратации непредельного углеводорода C4H8 получен спирт, имеющий в спектре ПМР два синглета при δ = 1.1 и 4.1 м.д. с соотношением интенсивностей 9:1. Напишите уравнение реакции. 17. При нитровании пропана в газовой фазе по Коновалову получена смесь 1-нитропропана, 2-нитропропана, нитроэтана и нитрометана. Какому продукту реакции соответствует спектр ПМР (δ, м.д.): 0.95 (триплет), 2.0 (секстет), 4.5 (триплет); соотношение интенсивностей сигналов 3:2:2 ? 18. Путем последовательной обработки ацетамида триметил-хлорсиланом и бензиловым спиртом образуется вещество, в спектре которого имеются синглеты при δ = 0.05 и 5.0 м.д. и мультиплет при δ = 7.3 м.д.; соотношение интегральных интенсивностей 9:2:5. Каково строение вещества ? 19. В спектре ПМР раствора метанола в D2O наблюдается один синглет при δ = 3.3 м.д., а в случае раствора в ССl4 - два сигнала с соотношением интенсивностей 3:1. Объясните зависимость спектра соединения от растворителя. Масс-спектроскопия 1. Оцените интенсивности первичных фрагментных ионов для перечисленных ниже соединений при потере алкильных фрагментов: - бутилметилэтиламин; - втор-пентилизобутилэтиламин; - втор-пентилизопропилэтиламин; - втор-бутил-трет-бутилпропиламин; - 3-метилгептанол-3; - 3,4,5-триметилоктанол-4 2. Какие ионы образуются в результате перегруппировки Мак-Лафферти для перечисленных ниже соединений ? Оцените с учетом правила Стивенсона интенсивности пиков олефинового и енольного ионов: - пентаналь; - пентанон-2; - деканон-4; - 3-метилпентанон-2; - 3-пропилгексанон-2; - 3-фенилбутаналь; - 5-фенилпентанон-2 3. Почему перегруппировка Мак-Лафферти подавлена или невозможна для перечисленных ниже соединений: - бутанон-2; - 1-фенилпентанон-3; - гептен-5-он-2; - октен-4-он-3 4. Какие перегруппировочные процессы протекают при распаде перечисленных ниже соединений под электронным ударом: - фенилпропилкетон; - бензилметилкетон; - бензилбутилкетон; - β-фенилэтилэтилкетон 5. Какие различия наблюдаются в масс-спектрах электронного удара перечисленных ниже электронных соединений: - пентаналь и 2-метилбутаналь; - бутаналь и 2-метилпропаналь; - 2-метилбутаналь и 3-метилбутаналь; - 3,5-диметилоктаналь и 4,4-диметилоктаналь; - гексаналь и гексанон-2; - гексен-2-аль и гексен-5-аль; - 4,6-диметилдеканон-5 и 4-этилдеканон-5; - бутилфенилкетон и трет-бутилфенилкетон; - пропилфенилкетон и 4-пропилбензальдегид; - бензилбутилкетон, бензилвторбутилкетон и β-фенилэтилпропилкетон; - 3-метилбензальдегид и ацетофенон; - циклогексилметилкетон и циклогексилуксусный альдегид. 6. Составьте предполагаемые схемы фрагментации под электронным ударом перечисленных соединений: - пентанон-2; - пентанон-3; - 3-метил-пентанон-2; - пропилэтилкетон; - дибутилкетон; - трет-бутилпропилкетон. 7. Составьте предполагаемые схемы фрагментации под электронным ударом перечисленных соединений: - 2-метилбутановая кислота; - изопропилацетат; - октилпропионат; - пропилбензоат; - бутиловый эфир триметилуксусной кислоты; - вторбутилбензоат; - бензилацетат; - этиловый эфир фенилуксусной кислоты; - винилпропионат; - 4-метилоктановая кислота. 8. Объясните образование иона m/z 60 из молекулярного иона 1-нитродекана. 9. Произведите интерпретацию основных пиков на масс-спектре органического соединения (рисунок в различных вариантах прилагается). 10. Рассчитайте процентное содержание изотопомеров в спектре 0-метоксифенола, характеризующегося следующим масс-спектром: А. 123 (0.21%), 124 (30,0 %), 125 (60,0%), 126 (80.0%), 127 (100%), 128 (7,7 %), 129 (0,6 %); Б. 124 (0,2 %), 125 (1,2%), 126 (100%), 127 (28,0%), 128 (1,8%), 129 (0,05%). |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов... Третьяков Н. Ю. Хроматографические методы анализа. Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов очной формы... | | Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов... «Химия фторидных, сульфидных соединений металлов в макро- мезо- и наносостояниях» |
 | Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов... «Химия нефти и экологическая безопасность», «Химия фторидных, сульфидных соединений металлов в макро-, мезо- и наносостояниях», «Физико-химический... | | Рабочая программа дисциплины Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов очной формы обучения по направлению 020100. 68 «Химия». Магистерская... |
| Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов очного... Рабочая программа для студентов очного обучения по направлению 020100. 62 «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия... | | Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов... Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов направления 020100. 68 – «химия» (магистерская программа «Физико-химический... |
| Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов очной формы обучения Н. Г. Осипова. Базы пространственных геоданных. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 021300.... | | Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очного обучения по направлению 020100. 62 «Химия», профиль подготовки... |
| Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очного обучения по направлению 020100. 62 «Химия», профиль подготовки... | | Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Плотникова М. В. Психогенетика: Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов очной формы обучения направления... |
| Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Н. Н. Малярчук. Здоровый образ жизни. Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная рабочая программа для студентов очной и заочной... | | Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Н. А. Балюк. Индустриальная база гостиничных предприятий: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления... |
| Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... О. П. Маркова. Индустриальная база гостиничных предприятий: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления... | | Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Л. Е. Куприна. Технология разработки туристских маршрутов: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления... |
| Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Л. Е. Куприна. Туристское ресурсоведение: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 100400. 62 «Туризм»... | | Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов... Р. Ю. Сабитов. Основы санитарии и гигиены на предприятиях сервиса: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов... |
