Химиялық әдістер

Презентация қосу

Химиялық пәндер кафедрасы

Презентация

Тақырыбы:“Органикалық қосылыстардың құрылысын анықтайтын қазіргі
заманғы физика-химиялық әдістер (УК-, ИҚ,-,ЯМР- спектроскопиялары)”
Орындаған: Кулдибаева М.
Тобы: ФҚБ-01-21
Қабылдаған: Алиханова.Б
Шымкент 2022
Жоспар:

Кіріспе
Негізгі бөлім
Физика-химиялық әдістер
Электрондық спектроскопия
Инфрақызыл спектроскопия
ЯМР спектроскопия
Масс-спектрометрия
Дифракциялық әдістер
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер.
Кіріспе

Органикалық қосылыстың құрылымын зерттеу үшін ең алдымен химиялық
реакциядан қоспаны немесе табиғи көзден таза күйіндегі жеке затты бөліп алуы
және оның тазалығын бағалауы қажет.
Органикалық қосылыстарды жеке бөлу және тазалау үшін әдетте қайтадан
кристалдауды, айдауды, шаймалауды (экстракцияны), хроматографияны және басқа
әдістерді пайдаланады. Ал оның сап, яғни аса таза екендігін бағалау үшін физикалық
константаларын-тұрақтыларын балқу немесе қайнау температурасын,
хроматографиялық тұрақтыларын, сыну көрсеткіштерін және т.б. анықтайды.
Органикалық қосылыстардың кұрылымын
тұрақтандырудың негізгі екі амалы белгілі.

Егер жаңадан алынып, зерттелінетін зат бұрын алынып, зерттелінетін болса, онда оның
құрылымын дәлелдеу үшін физикалық тұрақтылары мен спектральдық сипаттамаларын анықтап,
оларды әдебиетпен белгілі деректермен салыстырады.

Ал егер де органикалық қосылыс бірінші рет алынған болса, әуелі оның құрамына сапалық және
сандық тұрғыдан элементтік талдау-анализ жүргізеді, яғни оның құрамына қандай элементтер және
қандай сандық мөлшерде енетіндігін айқындайды (органикалық химияға арналған құралдарға
қара). Сосын, заттың молекулалық массасын анықтайды. Бұл мақсатқа жету үшін криоскопиялық
(қатаю температурасының төмендеуі бойынша), эбулиоскопиялық (қайнау температурасының
жоғарылауы бойынша) әдістерді қолданады, бұл әдістерді физикалық химияда қарастырады. Қазіргі
кезде молекулалық массаны анықтау үшін масс-спектрометрия әдісін кеңінен пайдаланады.
Химиялық әдістер

Органикалық қосылыстардың құрылысын анықтау үшін химиялық әдістердің
қолданылуы, молекуланың көміртектік қаңқа құрылымын анықтауға,
функциональдық топтарды, қанықпаған байланыстарды және т.б. табуға
мүмкіндік беретін сапалық реакцияларды пайдалануға негізделген. Мысалы,
қосылыста альдегидтік топтың бар екендігін «күміс-айна» реакциясымен
табады, қос байланысты бромдық судың түссіздендіруі бойынша анықтайды.
Кейде жеке екендігін айқындау үшін молекуланың көміртектік қаңқасын
бұзады (ыдыратады) немесе түрлі туындыларын алып, белгілі заттармен
салыстыру амалы арқылы анықтайды.
Физикалық (аспаптық) әдістер

Соңғы жылдары органикалық қосылыстардың құрылысын зерттеу үшін химиялық
әдістермен қатар физикалық (аспаптық) әдістер де кеңінен пайдаланылады. Тек физикалық
әдістердің көмегімен ғана молекуладағы атомдардың, арасындағы ара қашықтығы мен
бұрышын, олардың кеңістіктегі өзара орналасуын, молекула ішіндегі (ішкі) және
молекулааралық әрекеттесуді анықтауға болады. Органикалық қосылыстардың құрылысын
зерттейтін маңызды физикалық әдістерге спектральдық жатады:
инфрақызыл спектроскопия (ИКС),
комбинациялы шашырату спектроскопия (КРС),
ультракулгінді (УФ) спектроскопия және көрінетін аймақтағы спектр,
ядролы магниттік резонанс (ЯМР) спектроскопия,
масс-спектрометрия
дифракциялық әдістер (рентгенграфия, электронграфия, нейтронграфия).
Физикалық (аспаптық) әдістер

Электромагниттік толқын шығаруды (шашыратуды) өзара байланысты
болатын бірнеше өлшемдермен параметрлермен сипаттауға болады: Е
энергиямен, λ толқын ұзындығымен, ν жиілікпен немесе J толқындық санмен:
Физикалық (аспаптық) әдістер

Электромагниттік толқын шығару толқын ұзындығына тәуелділікте бірнеше
аймақтарға бөлінеді: рентгендікке, ультракүлгіндікке (УФ), көрінетінге,
инфрақызылға (УФ), микротолқындыға және радиожиілікке.
Электрондык спектроскопия

Электрондық спектроскопия ультракүлгіндегі (ультракүлгіндегі
спектроскопиядағы) және көрінетіндегі (көрінетін аймақтығы
спектроскопиядағы) электромагниттік шығару аралығындағы (диапазондағы)
жұту спектрлерін зерттейді. Ультракүлгінді және көрінетін аймақтағы жұту
спектрлері молекулаларындағы электрондық ауысуларымен байланысты,
сондықтан оларды электрондық спектр деп атайды. Электрондық спектр
электрон жұтқан тұста электрондық ауысудың төрт түрі болуы мүмкін: σ→σ*,
π→π*, n→σ*, n→π* ауысулар.
σ→σ* - алкандар, циклді алкандарда байқалады.
n→σ* - органикалық қосылыстың құрамына гетеро-басқа атомдар болса байқалады.
π→π* - қанықпаған байланысы бар молекулада байқалады.
Инфрақызыл спектроскопия

Инфрақызыл спектроскопия (ИКС) электромагниттік спектрдің инфрақызыл
аралығындағы - диапазонындағы сәуле шашыратудың (шығаруды)
органикалық заттардың жұту қасиетіне негізделген. Органикалық молекулалар
инфрақызыл шашыратумен (шығарумен) (4000-400 см-1) әрекеттескенде
олардың тербелмелі қозғалыс қоздырылады және жоғарылау тербелмелі
деңгейге ауысады.
Инфрақызыл спектроскопия

Молекуладағы тербелудің негізгі екі түрін ажыратады:
Валенттік- атомдарды байланыстыратын осін бойлай жүретін (байланыстарды
созу - қысқарту) тербелуі, v-белгілейді.
Деформациялық- валенттік бұрыштың ауытқуымен (байланыс осімен, ауытқу)
байланыста жүретін өзгеріс, δ белгілейді.
Валенттік тербелулер:
симметриялық (Vs) - тербелістердегі барлық байланыстар бір мезетте созылады
және қысқарады.
ассиметриялық (Vas) - байланыстардың созылуы мен қысқаруы кезектесіп
жүреді.
Ядролық магниттік резонанс спектроскопия

Ядролық магниттік резонанс спектроскопиясы (ЯМР) кейбір атомдар
ядросының қасиетіне негізделген. Сыртқы магниттік өрісте орналасқан ядро,
радиожиілік диапазонындағы (арасындағы) шығаруды жұтады.
Осы орайда атап өтетін аса маңызды сол, ол радиожиіліктік шығару
энергиясын жұту, тек магниттік момент болатын ядро үшін ғана тән. Оған
протондары мен нейтрондарының қосындысы тақ болатын ядролар жатады,
яғни спиндік кванттық саны бар, нөлге тең еместер - 1Н, 13С, 19Ғ, 31Р және т.б.
Мұндай ядролар сыртқы магниттік өрісте өзін магнит сияқты ұстап магнит
ретінде болады.
Қазіргі кезде органикалық химияда протондық магниттік резонанс (ПМР) деп
аталатын, протондардағы (1Н) ЯМР спектроскопия кеңінен қолданылады.
Ядролық магниттік резонанс
спектроскопия
Химиялық ығысу δ ядроның қалқандалу (экрандалу) дәрежесінің сандық
сипаттамасы болады, ол дәл үлгі (эталонды) заттағы ядроның белгі-хабарымен
(сигналымен) және белгі түрдегі (зерттелінетін) ядроның белгі-хабары
арасындағы ара қашықтығы.
Масс-спектрометрия

Масс-спектрометрия талдаудың бұзу, құрылымсыздану (деструктивтік) әдісіне
жатады. Ол зерттелінетін заттың молекуласын иондауға және түзілген
иондардың массасын тіркеуге негізделген.
Иондаудың бірнеше әдістері бар, бірақ та қазіргі ең көп тараған түрі сол, ол
электрондық соғу болып табылады, онда газды фазадағы затты үдетілен
электрондар шоғымен атқылайды. Мұндай жағдайларда әуелі бейтарап
молекуладан (М) бір электрон зорлықпен шығарылады да оң зарядталған ион-
молекулалық ион түзіледі (катион-радикал М+), сосын ол бейтарапты
бөлшектер мен оң зарядталған ұсақтау иондардың (ион бөліктері, фрагменті)
түзілуі арқылы бірқатар бірізді, дәйекті ыдырауға душар болады:
М+ е—>2е+М+ - бөлінді иондар + бейтарап бөлшектер (бөлінеді-фрагментарлы).
Дифракциялық әдістер

Құрылыстың зерттеудің дифракциялық әдістері зат шашыратқан шығару
ынталылығын таратуды зерттеуге негізделген. Шашыраған шығарудың
интерференциясы (толқыңдардың қосылуы) нәтижесінде дифракциялық
бейнелі суреті алынады- ынталылықтың максимумдері мен минимумдерінің
жүйесі, мұны нәтиже ретінде, әртүрлі дәрежеде көрінетіндей фотопленкада
бекітіледі немесе басқа тәсілдермен тіркейді. Дифракциялық максимумдердің
орналасуымен олардың ынталылығы талданылатын заттың құрылысына
тәуелді.

Рентгенграфия
Рентгенграфия

Рентген құрылымдық талдау (рентгенграфия) молекуладағы атомдардың
кеңістіктегі орналасуын зерттейтін әдіс, ол атомдардың ара қашықтығымен
тендес, толқын ұзындығы бар, рентгендік сәуленің дифракциясын зерттеуге
негізделген. Рентгендік талдау әдісімен кристалды-қиыршықты түрдегі, қатты
күйдегі заттарды зерттейді. Рентгендік сәулелер заттың атомдарындағы
электрондық бұлттармен әрекеттесу нәтижесінде шашыратылады.
Қорытынды

Органикалық қосылыстардың құрылысын анықтау химиялық әдістердің
қолданылуына, молекуладағы көміртектік қаңқа құрылымын анықтауға,
функциональдық топтарды, қанықпаған байланыстарды және т.б. табуға мүмкіндік
беретін сапалық реакцияларды пайдалануға негізделген. Органикалық
қосылыстардың құрылысын зерттейтін маңызды физикалық әдістерге спектральдық
жатады - инфрақызыл спектроскопия (ИКС), комбинациялы шашырату
спектроскопия (КШС), ультракүлгінді (УК) спектроскопия және көрінетін аймақтағы
спектр, ядролымагниттік резонанс (ЯМР) спектроскопия, масс-спектрометрия және
дифракциялық әдістер (рентгенграфия, электронграфия, нейронграфия).
Пайдаланылған әдебиеттер:

Патсаев Ә.Қ. , Жайлау С.Ж. «Органикалық химия негіздері», Шымкент, 2005ж.
Патсаев Ә.Қ. , Алиханова Х.Б. , Ахметова А.А. «Органикалық химия пәнінен
зертханалық тәжірибелік сабақтарына арналған оқу-әдістемелік құралы»,
Шымкент, 2012ж.
Патсаев Ә.Қ. , Шыназбекова Ш.С. «Аналитикалық химия», Шымкент, 2007ж.
Құлажанов Қ.С.Аналитикалық химия: II томдық оқулық . II - том. Оқулық.
Алматы:«ЭВЕРО» баспаханасы, 2005. - 464 б. ISBN 9965-680-95-7
Өтелбаев Б.Т. «Химия III». Шымкент, 2000ж

Ұқсас жұмыстар

АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯ

МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ АНАЛИТИКАЛЫҚ ХИМИЯДА

Еріген газдар

Физико-химиялық талдау әдістері

Химиялық талдау

Химиялық талдау әдістері

Талдаудың аспаптық әдісі

АҒЫНДЫ СУЛАРДЫ АЛДЫН АЛА ТАЗАРТУ

Сапалық талдау әдістері

Сапалық талдаудың негізгі принциптері

Пәндер