2. методы колебательной спектроскопии

Скачать 77.57 Kb.

Название	2. методы колебательной спектроскопии
Дата публикации	05.03.2015
Размер	77.57 Kb.
Тип	Решение

100-bal.ru > Физика > Решение

ТЕМА 1. МЕТОД МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ. Принципиальная схема масс-спектрометра Демпстера.

Ионный источник. Методы ионизации: электронный удар, фотоионизация, электрическая искра и др. Ионный ток. Потенциалы появления ионов. Принцип Франка-Кондона. Типы ионов в масс-спектрах: молекулярные, осколочные, перегруппировочные, многозарядные, отрицательные.

Система напуска. Молекулярное течение газа. Детектор.

Применение масс-спектрометрии. Идентификация веществ. Изотопный эффект в масс-спектрометрии. Таблицы массовых чисел. Соотношение изотопов. Определение элементного состава вещества. Вероятность появления различных изотопсодержащих ионов. Азотное правило.

ТЕМА 2. МЕТОДЫ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ. Введение. Возможности методов ИК - спектроскопии и спектроскопии КРС, их применение в химии.

Квантовомеханический подход к описанию колебательных частот и интенсивностей в колебательных спектрах многоатомных молекул.

Уровни энергии, их классификация, фундаментальные, обертонные и составные частоты. Интенсивность полос колебательных спектров. Правила отбора и интенсивность в ИК - спектрах.

Классическая задача о колебаниях многоатомных молекул. Полуэмпирический характер задачи. Естественные колебательные координаты. Силовые постоянные. Учет симметрии молекулы.

Решение колебательной задачи. Нормальные колебания. Использование соображений симметрии для разделения нормальных колебаний на блоки симметрии. Характеристичность нормальных колебаний. Правила отбора в ИК – спектроскопии.

Силовое поле молекулы, его нахождение. Силовые постоянные двухатомных молекул. Корреляция силовых постоянных с другими параметрами и свойствами молекул.

Применение методов колебательной спектроскопии для качественного и количественного анализов и другие применения в химии.

ТЕМА 3. ЭЛЕКТРОННЫЕ СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ МНОГОАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ. Электронные состояния многоатомных молекул и их характеристики. Энергия, волновые функции, мультиплетность, время жизни, симметрия электронных состояний. Определение симметрии полной волновой функции как прямого произведения для одноэлектронных волновых функций в приближении МО ЛКАО. Номенклатура электронных состояний.

Классификация и отнесение электронных переходов. Классификация переходов по Малликену и Каша. Критерии отнесения полос к различным переходам. Квантовомеханическая вероятность перехода и сила осциллятора. Интенсивности полос различных переходов. Правила отбора и нарушения запрета различных переходов.

Применение электронных спектров поглощения в качественном, количественном и структурном анализах. О специфике электронных спектров поглощения различных классов соединений.

ТЕМА 4. МЕТОДЫ ЯМР И ЭПР. Физические основы явлений ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса. Спины и магнитные моменты ядер и электронов. Снятие вырождения спиновых состояний в постоянном магнитном поле. Условие ядерного магнитного резонанса.

Химический сдвиг и спин – спиновое расщепление в спектрах ЯМР. Константа экранирования ядра. Относительный химический сдвиг, его определение и использование в химии. Спин – спиновое взаимодействие ядер, рапределение интенсивности, правило сумм. Расщепление линий ЯМР в протонных спектрах Анализ спектров ¹Н ЯМР первого порядка. Анализ спектров ¹Н ЯМР второго порядка. Характерные мультиплеты для производных бензола и этилена.

Расщепление линий ЯМР в спектрах на ядрах углерода. Спектры ¹³С с подавлением спин-спинового взаимодействия с протонами и без подавления.

Применение спектров ЯМР в химии, техника и методика эксперимента.

Принципы и применения спектроскопии ЭПР.

g – фактор и его значение. Сверхтонкое расщепление сигнала ЭПР при взаимодействии электрона с одним и несколькими ядрами. Число компонентов мультиплета. Распределение интенсивности. Приложения метода ЭПР в химии..

ТЕМА 5. МЕТОД ЯКР. Электрический квадрупольный момент ядра. Взаимодействие “квадрупольного ” ядра с неоднородным электрическим полем электронов. Градиент поля на ядре. Квадрупольные уровни энергии при аксиальной симметрии поля. Параметр асимметрии поля и уровни энергии. Приложения метода ЯКР и его возможности. Незаконченность теории.

ТЕМА 6. МЕТОД ЯДЕРНОГО ГАММА – РЕЗОНАНСА.  - резонансная ядерная флуоресценция. Эффект Мессбауэра. Энергии испускаемых и поглощаемых  - квантов. Допплеровское уширение и энергия отдачи. Вероятность переходов ядер и ее увеличение. Процедура получения  - резонансных спектров. Химический сдвиг, влияние химического окружения. Квадрупольные и магнитные взаимодействия. Возможности применения  - спектроскопии в химии и ограничения метода.

ТЕМА 7. МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОМЕТРИЯ. Схема микроволнового спектрометра. Условия получения микроволнового спектра. Матричный элемент дипольного момента перехода. Правила отбора. Определение геометрических параметров молекул из микроволновых спектров

. Основная

Драго Р., Физические методы в химии. В 2 томах М.: Мир, 1981.
Жарский И.М., Новиков Г.И. Физические методы исследования в неорганической химии. М.: Высш.шк.,1988.
Ионин Б.И., Ершов Б.А. ЯМР- спектроскопия в органической химии. Л., 1967.
Лосев В.Ю. Моделирование колебательных спектров с помощью ЭВМ. Методические указания для студентов специальности “Химия”. Изд-во Самарского ун-та, 1997.

Приложения

Протонные химические сдвиги

группа	хим. сдв.	группа	хим. сдв	группа	хим. сдв.
СH₃-C	0.5 - 1.5	CH₂-Hal	2.0 - 4.5	H-C=C	4.5 - 7.0
CH₃-N	2.0 - 4.0	CH₂-O	3.0 - 4.0	H-C₆H₄R(ar)	6.5 - 8.5
CH₃-O	3.0 - 4.0	CH₂-N	2.0 - 4.0	heteroar	6.0 -9.0
CH₃-C=C	1.0 - 2.5	CH₂-C=C	1.5 - 2.5	aldehyde	9.0 - 10.5
CH₃C=O	1.5 - 3.0	CH₂-C=O	2.0 - 3.0	alcohol	0.5 - 6.0
CH₃-C₆H₄R	2.0 - 3.0	CH-C₆H₄R	2.5 - 3.5	RC(O)OH	10.0-13.0
CH₂-C	1.0 - 2.0	H-CC	2.0 - 3.0	RNH₂	2.0 - 3.0
CH^*₃-OH	3.5	CH₃Cl	7.3	CH₃-OH^*	1.43

Углеродные химические сдвиги

группа	хим. сдв.	группа	хим. сдв	группа	хим. сдв.
СH₃-C	0 - 30	CH-C	30 - 55	C-N	55 - 85
CH₃-N	10 - 50	CH-Br	45 - 60	C-O	70 - 90
CH₃-O	50 - 60	CH-Cl	50 - 70	CC	70 - 95
CH₂-C	20 - 45	CH-N	50- 75	С=О(альдегид)	190 - 210
CH₂-Br	25 - 45	CH-O	60 - 90	C=C(ar,alken)	105 -150
CH₂-Cl	35 - 50	C-C	30 - 55	C=O(эфиры)	155 - 180
CH₂-N	35 - 55	C-Br	60 - 75	С=О(кислоты)	165 - 190
CH₂-O	55 - 80	C-Cl	70 - 85	С=О(кетоны)	180 - 220

δ(k) = -2.1 + Σn_IA_I

где -2.1 это химический сдвиг метана относительно ТМС

n_I это номер углерода в I-м положении (, , γ)

A_I это вклад от данного заместителя, найденный с помощью статистической обработки большого количества данных.

Влияние заместителей на химические сдвиги ядер углерода винильных соединений.

Аддитивные зависимости для производных бензола

Для производных бензола, с помощью статистического анализа многочисленных данных была установлена следующая зависимость химического сдвига от типа заместителя:

δ(k) = 128.5 + ΣA_I

где δ(k)- химический сдвиг углерода в данном положении в углеродном кольце,

128.5 - химический сдвиг бензола,

а A_I - это вклад, который вносит заместитель в данное положение.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

	Пирометрия пламени сенюев И. В Используются как методы эмиссионной и адсорбционной спектроскопии, так и более сложные локальные методы лазерной спектроскопии. Многие...		Исследование динамики твердофазных реакций и структурных переходов... Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля ран
	Магнитной радиоспектроскопии в биофизических и медико-биологических исследованиях Диамагнетизм и парамагнетизм атомов и молекул. Ядерный магнетизм. Основы эпр-спектроскопии и ямр-спектроскопии		Реферат по физике на тему «исследование зависимости периода и частоты... «исследование зависимости периода и частоты механических колебаний от параметров колебательной системы»
	Исследование пространственного строения олигопептидов и лекарственных...		Исследование жидкой воды и водных льдов методами рентгеновской спектроскопии мягкого диапазона Этот урок мы посвятим учёному и гражданину Н. И. Вавилову
	Н. Д. Зелинского к. Я. Бурштейн П. П. Шорыгин квантовохимические... Совета по сохранению исторически ценных градоформирующих объектов исторических поселений Вологодской области		Рабочая программа дисциплины Основы корреляционной спектроскопии Лекторы Доктор физико-математических наук, профессор, Пенин Александр Николаевич, кафедра квантовой электроники физического факультета мгу,,...
	Программа вступительных экзаменационных испытаний в ординатуру по... Методы исследования пищевода. Рентгенологические методы. Эзофагоманометрия. Фармакодиагностика. Методы выявления гастроэзофагеального...		Основные результаты, полученные в исследованиях по оптике и спектроскопии,... Методические указания разработаны кандидатом физико-математических наук, доцентом Нойкиным Ю. М
	Исследование радиационных изменений в керамике ск-1 методом ик-спектроскопии Астапова Е. С., Костюков Н. С., Ванина Е. А., Пивченко Е. Б. «Структурные изменения керамических материалов в результате нейтрронного...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Эмпирический и теоретический методы познания. Общенаучные методы: анализ, синтез, индукция, дедукция, аналогия, моделирование, логический...
	Реферат з курсу “Введение в численные методы” Тема: “прямые методы... Наиболее распространенными методами применительно к большим системам являются итерационные методы, использующие разложение матрицы...		Самостоятельная работа с учебником (§5). Задание: читая параграф... Урок 1(5). Методы цитологии. Клеточная теория. Особенности химического состава клетки
	Реферат Отчет 177 с., 3 ч., 199 рис., 12 табл., 72 источников, 1 прил Целью проекта является создание нового метода столкновительной электронной спектроскопии (ces) и связанных с ним исследований в области...		Тонкоструктурные спектры и электронно-колебательные взаимодействия... Работа выполнена в Проблемной научно-исследовательской лаборатории спектроскопии сложных органических соединений и на кафедре общей...