Dr hab. Przemysław Szczeciński, prof. nzw. PWZakład Chemii Organicznej, pok. 132

Literatura:

W. Zieliński, A. Rajca, Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych. WNT.

R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych. PWN

Io I

CH

RO

MO

FO

RTransmitancja T = I/Io

Absorbancja A = lg(Io/I) = l c

= molowy współczynnik ekstynkcji

l = grubość warstwy [cm]

c = stężenie molowe [mol/dm3]

ABSORPCJA PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO

Spektro-skopia:

NMRrotacyjna

EPRw podczerwieni w świetle widzial-

nym i UVrentgenografia

strukturalna

rentge-nowskie

nad-fioletowe

wi-dzialnepodczerwone

mikro-faloweradiowePromieniowanie:

m

MHz

2X10-82X10-62X10-42X10-22

1,5X10101,5X1081,5X1061,5X1041,5X102

DŁUGOŚĆ FALI ELEKTROMAGNETYCZNEJ A RODZAJ SPEKTROSKOPII

E

0 0

1

1

2

2

3

3

32

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

el. os c . ro t .

ro t . rot . -os c . rot . -os c .-e l.

> 0 .5 m m 5 0 -0 .8 8 0 0 - 2 0 0 n m

P o zio m y

1

0

POZIOMY ENERGETYCZNE CZĄSTECZKI

BA

BA osc

MMMM

fc2

1

MA MB

f

OSCYLATOR HARMONICZNY

(MCxMC)/(MC+MC)=144/24=6

(MCxMH)/(MC+MH)=12/13=0,92

TYPY DRGAŃ GRUPY CH2

+ +

_+

rozciągające deformacyjne w płaszczyźnie

deformacyjne poza płaszczyzną

asym 2920 cm-1

sym 2850 cm-1

nożycowe

1470 cm-1

wahadłowe

720 cm-1

wachlarzowe

1350-1180

skręcające

1300 cm-1

H

DRGANIA DEFORMACYJNE

C-Hpoza płaszczyznę szkieletowe

TEORETYCZNA LICZBA PASM dla cząsteczki o n atomach = 3n – 6

Zwiększenie liczby pasm

Zmniejszenie liczby pasm

   

Nadtony 2, 3,... <600 cm-1

Pasma kombinacyjne 1+2, -2

~ 0

Konformery 1 = 2 = 3

Oddziaływanie międzycząsteczkowe

 

SPOSOBY PRZYGOTOWANIA PRÓBKI DO POMIARU WIDM IR

Ciała stałe: Ciecze:-Roztwór -roztwór-pastylka z KBr -film-zawiesina w oleju parafinowym

NaClKClKBrCaF2

I

I0

pryzmat próbka

rozpuszczalnikdetektory

IDEA POMIARU WIDMA IR

WIDMO IR OKTAN-2-ONU

-O H N H C H C =O X=Y

3650 2700 2300 2100 1800 16001680

1430 1000 650 cm-1

C Y

NAJWAŻNIEJSZE ZAKRESY W WIDMIE IR

finger print out-of-plane

finger print – odcisk palcaout-of-plane – zakres drgań zginających wiązanie H-Csp2 polegających na ruchu

atomu wodoru w kierunku prostopadłym do płaszczyzny utworzonej przez wiązania atomu węgla

WĘGLOWODORY NASYCONE

3000 1500

CH3

CH2

as sym as syms

wahadłowe2962 2872 1450 1375

2926 2853 1465sym (CH2)n>5 720

Gr. izopropylowa1380 1370

ALKENY

=C-H C=C

3000 1500 700

C-H

3100 1660-1640

poza płaszczyznęcis - 730-665tri - 840-790gem - 885-895mono - 905-915 985-995trans - 980-960

nie ma dla sym.podstawionych;słabsze dla trans

ALKINY

C-H CC

3000 2000700

3330-3260ostre

2200-2100 700-600Deformacyjne C-H

ARENY

=C-H

3000 2000 1500 700

C-H

3100

2000-1600 nadtony i pasmakombinacyjne drgań poza płaszczyznę; kształt charakterystycznydla typu podstawienia

cztery pasma szkieletoweo zmiennym natężeniu1600, 1580, 1500, 1450

mono - 750; 7001,2 - 7501,3 - 780; 6901,4 - 815

WĘGLOWODORY

CH2CH2CH2CH3 CH=CH2

CH3CH2CH2CH2CH2CH3 CH2=CHCH2CH2CH2CH3

PASMA „POZA PŁASZCZYZNĘ” DLA RÓŻNEGO TYPU PODSTAWIENIA PIERŚCIENIA AROMATYCZNEGO

10003000O-H

ALKOHOLE, FENOLE

3600 monomer

3650

3300polimer

3500

wewnątrzcząsteczkowe wiązaniewodorowe; raczej ostre, niezależneod stężenia np. salicylany

R-O...H-O...H-O...H-OR R RH

C-O

1260-1000

Rozpuszczalnik Fenol O-Nitrofenol

Heksan 3603 3228

CCl4 3611 3248

Benzen 3523 3240

Acetonitryl 3478 3304

Dioksan 3315 3286

Et3N 3200 3240 3360

WPŁYW WIĄZANIA WODOROWEGO NA POŁOŻENIE PASMA OH W FENOLACH

WPŁYW STĘŻENIA NA PASMO OH

OH

OH

C

O

OCH3

OH

C

O

H

CH3CH2CH2CH2OH

częstośćrząd

położenie zależy od rzędowości aminy;

1340-1260

aromatyczne

1250-1010alifatyczne

C-N

deformacyjne N-H arom.alifatyczne - b. słabe

ok. 15153350-3310

II-RZĘDOWE

wachlarzoweNH2 szerokie

nożycowe NH2

900-6661650-158034003500I-RZĘDOWE

AMINY3000 1500

as sym

(dla próbek ciekłych)

(C4H9)2NH

NH2

CH3

N(CH3)2

AMINY

MeCCl

O

1850 1800 1750 1700 1650cm-1

MeCOH

OMeC

H

OMeC

NH2

OMeC

NHMe

O

MeCOPh

OMeC

OMe

OMeC

Me

OMeC

Ph

OMeC

NMe2

O

1807 1760monomer

1731 1714monomer

1688monomer

1768 1749 1719 1694 1662

POŁOŻENIE PASMA C=O W WIDMACH IRZWIĄZKÓW KARBONYLOWYCH

1650169034003520

sym

N-H

17003000

AMIDYI - RZĘDOWE

I-PASMO II-PASMOC N-H

as

1620-1590

roztwór c. stałe

II-RZĘDOWE

16401680

17003000

1570-1510roztwór c. stałe

3500-3400 roztwór

3330-3060 c. stałe1700 1680

anilidy

3000 1700

1680-1630

III-RZĘDOWE

brak

jedno pasmo niezależne od

stanu skupienia

KETONY

1700

CH3CC2H5

OCH3CC2H5

OPh-CH=CH-CHO

1715 1706 1680

w alkoholu

ALDEHYDY

3000 1700C-H C=O

2900-2800

rezonans Fermiego

między drganiem C-Ha pierwszą harmoniczną C-H (ok. 1390)

CCl3CHOCH3CHO

C=C-CHOAr-CHO

Ald. salicylowy2700

1768 1730 1690 1666

Benzaldehyd

O-H

17003000

KWASY

3300-2500

O

O

H

H O

O

C=O

1) monomer 17602) dimer 17103) kw. p-OH-benzoesowy 16804) kw. o-OH-benzoesowy 1665

1) 2) 3) 4)

C-O1300-1200

920w di- i polimerach;szerokie

liczne maksima

ESTRY

1700 1000

1770AcOPh

RCO2R

ArCO2R, C=C-CO2R

1750-1735

1730-1715C-O szerokie

C=O

Kwas masłowy

BEZWODNIKI

1800

C=Odwa pasmaasym i sym

1818-1750 - nasycone liniowe

1865-1782 cyklicznenaprężone

1755-1720 nienasyconeniecykliczne

1000

1050-950 C-O

NO2 sprzężone i aromatyczne-obniżenie l. falowej

13701550 N-O

symas

GRUPA NITROWA

Bezwodnik propionowy

o-Nitrotoluen