Спектроскопски методи за анализа на органски соединенија
Хемија
СЛИЧНИ ДОКУМЕНТИ
Спектроскопски методи за анализа на органски соединенија може да се користат за идентификување на нивните структурни аспекти засновани врз толкувањето на информациите добиени од снимањето на апсорпционите спектри на електромагнетното зрачење, способно да пренесе квантифицирани количини на енергија во органските соединенија.
Електромагнетно зрачење е форма на енергија што може да се опише со употреба на две комплементарни теории на физиката:
Електромагнетното зрачење има својства на бран Карактеризиран од:
бранова должина (растојание што синусоидалната функција што го опишува ширењето низ просторот на наизменични електрични сили и придружното магнетно поле минува низ циклус) изразено во Метра [m] или подмножество (често нм: 1nm = 10 -9 m).
бран број /λ (број на циклуси по единица должина) изразени во [m -1] или често во подмножести [cm -1].
фреквенција (број на циклуси во секунда) може да се пресмета со познавање на постојаната брзина на ширење во вакуумскиот простор, в = 2.998 . 10 8 m/s, според извештајот ν = в/λ; мерна единица за фреквенција: s -1 = Hz.
2. Електромагнетното зрачење има својства на трупот
моќ транспортирани од а фотон зависи од брановата должина на електромагнетното зрачење со релацијата:
Е = hc/ λ = чν
(каде ч е константа на Планк и има вредност 6.626 . 10 -34 дена)
Енергетските вредности може да се изразат во:
-џули по мол [Jmol -1] (енергијата што ја носи еден мол фотони се пресметува со множење на вредноста изразена во J со бројот на честички во мол (број на Avogadro N = 6.022 . 10 23 мол -1),
-електронски волт [eV] (1eV = 1,602 . 10 -19 Ј).
Вкупен електромагнетски спектар вклучува бранови должини лоцирани во исклучително широк опсег: од космичко зрачење (λ= 10 -14 м) до радио бранови (λ= 10 2 m), или наизменична електрична струја (λ= 10 6 м). Пренесените енергии исто така варираат во многу широки граници, од многу високи вредности за космичкото зрачење до ниски вредности карактеристични за електромагнетното зрачење со долги бранови должини. На слика 1 се прикажани главните типови на електромагнетно зрачење кои се карактеризираат со бранова должина.
Сл. 1. Главните видови на електромагнетно зрачење.
По поволниот судир помеѓу фотон и молекула на органско соединение, апсорпцијата на електромагнетниот квант може да се случи; трансферот на енергија се одвива само кога е исполнет состојба на резонанца (количината на енергија донесена од фотонот одговара на разликата помеѓу две механички определени нивоа на квантна енергија на молекулата), прикажано шематски на слика 2. Со апсорпција на енергија, молекулата поминува за многу кратко време во возбудена состојба (состојба на висока енергија), а потоа се враќа на фундаментална држава (ниска енергетска состојба) со ослободување на енергија во процесите на релаксација. Враќањето во приземната состојба може да се случи со испуштање квант на електромагнетно зрачење или, најчесто, со нерадијативни процеси во кои се ослободува енергија во околината во форма на топлина.
Сл. 2. Транзиции помеѓу квантифицирано ниво на енергија на органска молекула под дејство на квант на електромагнетно зрачење.
Основната врска ΔE = hν ја претставува специфичната форма на законот за зачувување на енергијата во спектроскопија.
Апсорпциони спектри се графички претстави на интензитетот на апсорпција во зависност од брановата должина или други количини што го карактеризираат електромагнетното зрачење.
Интерпретација на спектри апсорпцијата вклучува идентификување на енергетските нивоа вклучени во транзициите што се случуваат во процесите на возбудување/релаксација на молекулите и корелацијата на положбата, интензитетот и обликот на апсорпционите ленти со карактеристичните структурни елементи на молекулите.
Доделување структури молекуларна анализа на органски соединенија може да се направи со комбинирање на информациите добиени со толкување на апсорпционите спектри на електромагнетното зрачење од неколку клучни области прикажани во Табела 1.
Табела 1. Заеднички важни спектроскопски методи при доделување на молекуларна структура на органски соединенија