АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология
|
ИК-спектры поглощения органических соединений
Спектрометры, предназначенные для измерения поглощения электромагнитного излучения образцом, содержат источник излучения, кювету с веществом, через которую пропускают излучение, и детектор. Частоту излучения непрерывно меняют, а интенсивность света, попадающего на детектор, сравнивают с интенсивностью источника. Когда частота падающего света достигает определенного значения, происходит поглощение излучения веществом. Детектор отмечает снижение интенсивности прошедшего через образец (кювету) света. Зависимость между частотой света и поглощением, записанная на бумаге в виде линии, называется спектром.
При исследовании органических соединений обычно используют поглощение ИК-излучения в области l=2–50 мкм, что соответствует волновым числам n=5000–200 cм–1.
Хотя ИК-спектр является характеристикой всей молекулы, оказывается, что некоторые группы атомов имеют полосы поглощения при определенной частоте независимо от структуры остальной части молекулы. Эти полосы, которые называют характеристическими, несут информацию о структурных элементах молекулы.
Имеются таблицы характеристических частот, по которым многие полосы ИК-спектра могут быть связаны с определенными функциональными группами, входящими в состав молекулы (таблица). Характеристическими будут колебания групп, содержащих легкий атом водорода (С–Н, О–Н, N–Н), колебания групп с кратными связями (С=С, С ºС, С=N, С=O, СºN) и т. д. Такие функциональные группы проявляются в диапазоне спектра от 4000 до 1600 см–1.
В ряде случаев можно выделить такие колебания, при которых изменяются преимущественно длины связей или углы между связями. Тогда первое колебание называют валентным, а второе – деформационным (рис. 2, см. с. 2).
Область спектра от 1300 до 625 cм–1 известна как область «отпечатков пальцев». Сюда попадают полосы поглощения, отвечающие колебаниям групп С–С, С–О, С–N, а также деформационные колебания. В результате сильного взаимодействия этих колебаний отнесение полос поглощения к отдельным связям невозможно. Однако весь набор полос поглощения в этой области является индивидуальной характеристикой соединения. Совпадение всех полос неизвестного (исследуемого) вещества со спектром заведомо известного эталона является прекрасным доказательством их идентичности.
ИК-спектры измеряют для газообразных, жидких и твердых соединений, а также их растворов в различных растворителях.
В наиболее высокочастотной области располагаются колебания групп Х–Н. Увеличение массы присоединенного к углероду атома приводит к появлению полос поглощения в более низкочастотной области. Так, частоты колебаний С–Н-группы находятся около 3000 см–1, колебания С–С в области 1100–900 см–1, а С–Br – около 600 см–1. Увеличение кратности связи вызывает повышение частот.
Таблица Характеристические частоты поглощения некоторых групп атомов
Структурная единица
| Частота, см–1
| Структурная единица
| Частота, см–1
| Валентные колебания
| Одинарные связи
| Кратные связи
| О–Н (спирты)
3600–3200
О–Н (карбоновые кислоты)
3600–2500
3500–3350
sp C–H
3320–3310
sp2 C–H
3100–3000
sp3 C–H
2950–2850
sp2 C–О
sp3 C–О
1200–1025
|
1680–1620
1750–1710
карбоновые кислоты
1725–1700
ангидриды кислот
1850–1800 и 1790–1740
1815–1770
1750–1730
1700–1680
2200–2100
2280–2240
| Деформационные колебания с определенным положением в спектре
| Алкены
| Производные бензола
|
| 990, 910
| монозамещенные
| 770–730 и 710–690
|
|
| o -дизамещенные
| 770–735
| цис -RCH=CHR'
| 730–665
| м -дизамещенные
| 810–750 и 730–680
| транс -RCH=CHR'
| 980–960
| n -дизамещенные
| 840–790
| | | | | | Рис. 2. Валентные и деформационные колебания метиленовой группы
Типичный ИК-спектр, такой, как спектр н-гексана CH3(CH2)4CH3 (рис. 3), проявляется в виде серии полос поглощения различной формы и интенсивности. Почти все органические соединения обнаруживают пик или группу пиков близ 3000 см–1. Поглощение в этой области обусловлено валентными колебаниями С–Н. Поглощение в области 1460, 1380 и 725 см–1 обусловлено различными деформационными колебаниями С–Н-связей.
Рис. 3. ИК-спектр н-гексана СН3(СН2)4СН3
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 1290 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 |
|