docSpektroskopia 1
download 
Reklamacja Transkrypt
Spektroskopia 1
Spektroskopia Spotkanie pierwsze Prowadzący: Dr Barbara Gil Temat rozwaŜań Spektroskopia nauka o powstawaniu i interpretacji widm powstających w wyniku oddziaływań wszelkich rodzajów promieniowania na materię 2/21 Plan spotkania 3/21 Cztery działy MS IR UV-VIS NMR Trzy spotkania 13.02.2008 MS IR 27.02.2008 UV-VIS (prawo Lamberta-Beera) NMR 3.04.2008 Podsumowanie, ćwiczenia Spektrometria masowa Spektrometria masowa Technika analityczna, której podstawą jest pomiar stosunku masy do jej ładunku elektrycznego (m/z) SłuŜy do: identyfikacji związków chemicznych i ich mieszanin ustalania struktury związków chemicznych ustalania ich składu pierwiastkowego ustalania składu izotopowego substancji ustalania składu złoŜonych mieszanin związków o wysokich masach molowych 4/21 Podstawa działania Jonizacja cząsteczek badanej substancji i przyspieszenie w polu elektrycznym w próŜni Rozdzielenie strumienia jonów na składowe zaleŜnie od stosunku masy do ładunku (m/z) Jony naładowane dodatnio masa próbki powiększona o masę protonu lub protonów Jony naładowane ujemnie masa próbki pomniejszona masę protonu lub protonów Substancje niejonizujące Oznaczenie m/z przez dołączenie podstawnika obdarzonego ładunkiem lub podlegającego jonizacji utworzenie adduktów np. z sodem lub potasem 5/21 Wyznaczanie masy 6/21 Wyznaczanie dokładnej masy: na podstawie miejsca występowania sygnału niepofragmentowanego jonu w widmie mzw = (m/z) ⋅ (z − mcz) gdzie: mzw - masa wyjściowej cząsteczki m/z - masa analizowanej cząsteczki w Daltonach do liczby ładunków elementarnych (z) mcz - suma mas cząstek lub jonów, które nadały ładunek Od fragmentacji… 7/21 Fragmentacja i jonizacja cząsteczki CH3 CH3 C CH3 CH3 słuŜy do wyznaczania dokładnej masy cząsteczkowej e(C5H12)+ jon molekularny m/e: (C4H9)+ (C3H5)+ (C2H5)+ (C2H3)+ 57 41 29 27 41.5 38.5 15.7 100 int.: pik podstawowy i inne … do widma masowego 8/21 Widmo masowe 2,2,3-trimetylopentanu pik podstawowy względna intensywność 100 80 60 40 pik jonu molekularnego 20 0 0 20 40 60 m/e 80 100 120 Spektroskopia IR 9/21 Promieniowanie elektromagnetyczne IR częstotliwość zbliŜoną do częstotliwości drgań wiązań chemicznych jest selektywnie pochłaniane wzbudzając drgania tych wiązań Absorpcja promieniowania IR Zmiany energii oscylacyjnej i rotacyjnej wiązań chemicznych Zmiana momentu dipolowego cząsteczki poprzez wykonywanie drgań cząsteczkowej rotacji i oscylacji drgań sieci złoŜonych drgań kombinacyjnych W widmie występuje szereg pasm absorpcyjnych odpowiadających drganiom określonych wiązań Klasyfikacja drgań normalnych 10/21 Rodzaje drgań wzbudzanych przez promieniowanie IR Drgania zginające w płaszczyźnie poza płaszczyzną Drgania rozciągające symetryczne asymetryczne Drgania a widmo 11/21 Drgania rotacyjne i oscylacyjne Widmo powietrza H2O 0,15 CO2 Absorbancja 0,10 0,05 0,00 4000 3000 2000 ν , cm -1 1000 Drgania rotacyjne i oscylacyjne 12/21 Cząsteczka H2O Nieliniowa Rotacja powoduje zmiany momentu dipolowego obecność widma rotacyjnego Absorbancja 0,15 0,10 0,05 1900 1800 ν, cm 0,00 2000 1500 ν, cm -1 1000 1700 -1 1600 Drgania rotacyjne i oscylacyjne 13/21 Cząsteczka CO2 Liniowa, symetryczna – brak widma rotacyjnego Rotacja nie powoduje zmiany momentu dipolowego Absorbancja 0,15 0,10 0,05 0,00 2500 2400 ν, cm 2300 -1 2200 drgania rozciągające symetryczne Widma IR 14/21 Identyfikacja grup funkcyjnych typ związku grupa funkcyjna częstotliwość alken C-H rozciągające C=C rozciągające 3100 – 3010 1680 - 1620 alkin C-H rozciągające C≡C rozciągające ~3300 2260 - 2100 aromat C-H rozciągające C-H zginające C=C zginające ~3030 860 – 680 1700 - 1500 alkohol/fenol O-H rozciągające 3550 - 3200 amina amid N-H rozciągające 3500 - 3300 3700 - 3500 aldehyd keton ester kwas karboksylowy amid C=O rozciągające 1740 1750 1750 1780 1690 - 1690 1680 1735 1710 1630 IR przykłady, alkeny 15/21 Pent-1-en CH3-CH2-CH2-CH=CH2 charakterystyczne: C=C rozciągające CH3 zginające CH3-CH2-CH2-CH=CH2 IR przykłady, związki aromatyczne Toluen charakterystyczne: C=C – overtony i drgania 'oddychające' pierścienia CH3 zginające 16/21 IR przykłady, alkohol Cykloheksanol charakterystyczne: O-H – rozciągające dla wolnych i związanych OH CH3 zginające 17/21 IR przykłady, ester Ester etylowoproprionowy charakterystyczne: C=O – rozciągające C-O – rozciągające 18/21 IR przykłady, kwas karboksylowy Kwas proprionowy charakterystyczne: O-H – rozciągające dla wolnych i związanych OH C=O grupy karboksylowej 19/21 IR przykłady, aminy Anilina charakterystyczne: N-H – rozciągające i zginające C-N - zginające 20/21 IR przykłady, amidy Amid kwasu proprionowego charakterystyczne: N-H – rozciągające i zginające C-N – rozciągające i zginające C=O – rozciągające 21/21
