Ук спектроскопия және көрінетін облыстағы спектроскопия

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

Ук спектроскопия және көрінетін облыстағы спектроскопия

УК спектроскопия және көрінетін облыстағы спектроскопия келесі сұрақтарды шешуге мүмкіндік береді:

Ережеге сәйкес еселі байланыстары мен белгілі топтары бар хромофорлардың молекулалық құрылымын анықтау;
Ламберт - Бугер - Бер заңын пайдаланып заттардың концентрациясын анықтау.

УК және көрінетін облыстағы жұтылу спектрлері электромагнитті толқындардың жалпы спектрінде 150 - 1000 нм диапозонда орналасады. Осы облыстағы жарықты жұтатын топтар хромоформ деп аталады. Оларға келесі топтар: C=C , C≡C , C=O , C=N , C≡N , N=N , N=O , NO ₂ және т. б.

Жұтылу жолағының интенсивтілігі максимум нүктесіндегі экстинкция мөлшерімен ε _max немесе lg ε _max - пен анықталады. Ук және көрінетін жарықтардың жұтылуындағы электронды ауысылар молекулалық орбитальдар көзқарасымен жіктеледі. Жалпы жіктелу бойынша электронды ауысулар келесідей болып белгіленеді:

π→π*, σ→σ*, n→π*, n→σ*

мұндағы: n - бөлінбеген электрон жұбын байланыстырмайтын орбиталь;

σ, π және σ*, π* - сәйкес байланысқан және ажыратылған орбитальдар.

Қаныққан қосылыстар. Қаныққан көмірсутектерде тек σ→σ* ауысулар жүреді. Бұл ауысуларға сәйкес жолақтар толқын ұзындығы қысқа облыстарда жатады. Келесі кестеде мысал ретінде кейбір жай молекулалардың жұтылу максимумдары көрсетілген.

Құрамында гетероатомдары бар қаныққан молекулалар спектрлерінде ұзын толқынды жұтылу жолақтары n→σ* ауысуға жатады.

Алкендер, алкиндер, диендер. C=C еселі байланысының жұтылуы π→π* ауысуға негізделген. Этиленнің жұтылу жолағы 165 нм, ал қос байланыстағы алкилді орынбасушылар берілген жолақтың 175 - 200 нм облысқа жылжуына әкеледі.

C≡C изомерленген байланыстары бар ацетиленді көмірсутектердің жұтылу жолақтары 170 - 190 нм интервалда байқалады және π→π* ауысуға жатады. Тізбекте қабысқан байланыстардың болуы жұтылудың ұзын толқынды облысқа ауысуына әкеледі. 14 кестеде бутадиен, винилацетилен, гексатриен - 1, 3, 5 - ның жұтылу жолақтары көрсетілген.

Карбонилді қосылыстар. Қаныққан альдегидтер мен кетондардың спектрлерінде екі жұтылу жолақтары көрінеді: бірі - 150 - 170 нм облыста, екіншісі - 170 - 200 нм облыста. Ұзын толқынды жолақ n→σ* ауысуға, қысқа толқынды жолақ π→π* ауысуға жатады.

Эфирлерге, амидтерге және қышқылдың галогенангидридіне өткенде n→π* жолағына күшті қысқа толқынды ығысу байқалады.

Қабысқан карбонилді қосылыстарда жарықтың жұтылуы әрбір еселі байланыстар енгізген сайын шамамен 30 нм-ге ұзын толқынды облысқа ығысады.

Екі немесе бірнеше метиленді топтармен бөлінген құрамында екі хромофорлы топтары бар қосылыстардың спектрлерінде жеке хромофорлардың қабаттасуы байқалады.

Ароматты көмірсутектер және гетероциклді қосылыстар.

Бензол және оның туындыларының жұтылу спектрлерінің алифатты қосылыстар спектрлерінен едәуір ерешеленеді.

Бензол екі облыстағы спектрлерді көрсетеді: 196 нм (lg ε ~ 3, 8) және 230 - 270 нм (lg ε ~ 2, 4), осылардың соңғысының тербелістік құрылымы анық байқалады.

Бензол сақинасына OH , OCH ₃ , NH ₂ , NR ₂ сияқты орынбасушыларды енгізсек, ұзын толқынды жолақтардың интенсивтілігі шамамен 10 есе артады, ал тербелістік құрылымы реттеледі. Алкилді орынбасушылар және галоген атомдары бензол спектрін айтарлықтай өзгертпейді.

Бес мүшелі қанықпаған гетероциклдердің екі жұтылу жолақтары бар: 200 - 210 нм облыстағы интенсивті қысқа толқынды жолақ және ұзын толқынды спектр бөлігіндегі аз интенсивті жолақ.

Алты мүшелі ароматты гетероциклді қосылыстардың айырмашылығы, олардың ұзын толқынды жұтылу жолақтарының интенсивтілігі жоғары болуында және тербелмелі құрылымының реттелгендігінде.

Осылайша, электронды спектрлер органикалық қосылыстардың хромофорлы құрамы жайлы маңызды мәлімет береді. Сонымен қатар, басқа спектроскопиялық мәліметтермен бірге (ИҚ - спектроскопия, ПМР спектроскопиясы) белгісіз органикалық қосылыстардың құрылымын түгелдей анықтауға мүмкіндік береді.

УК спетрлер әдетте молекулалардан құрамында еселі байланыстары топтарды анықтау үшін қолданылады. Хромофорларды арнайы кестелер көмегімен анықтайды. УК көмегімен құрылымдық анализ жасау үшін қосылыстың молекулалық массасын білу керек. Ол ε шамасын анықтауға қажет.

Ук спектрі көмегімен молекула құрылымын анықтау ерекшелігін қарастырайық.

Жақын УК спектрінде таңдаманы жұтылу көрсететін қосылыстарды хромофорды тек оның өзіне тән спектральды сипаттамалары болғанда ғана анықтаға болады. бұндай хромофорларға спектрде интенсивтілігі әлсіз n→π* жұтылу жолақтары сәйкес келетін оқшауланған C=O , N=N , N=O , NO ₂ топтары жатады. Қосылыстағы бензол ядросының бар екенін интенсивтілігі орташа (ε ~ 300) . 260 нм облыста көрінетін жолақтан (жіңішке құрылымымен ерекшеленеді), сонымен қатар сол сәтте 210 нм-ге жақын интенсивті жолақтың бақылауынан оңай анықтауға болады. Бензол ядросына хромофорды енгізу жіңішке құрылымды ұзынтолқынды жолақтың жоғалуына, оның нәтижесінде бензол ядросын анықтау мүмкіндігінің төмендеуіне әкеліп соғады.

Құрамында әр түрлі ұзындықтағы байланыстардың қабысқан жүйелері бар изомерлер де жеңіл анықталады. Мысалы, терпеноидты молекулалар - α және β - ионондар:

β - ионон - толық қабысқан диен. Оның жұтылу жолағы α - иононмен салыстырғанда әжептеуір үлкен толқын ұзындықта көрінеді:

Еселі байланыстардың сызықтық және сызықтық емес (кросс) қабысқан жүйелері изомерлері арасындағы өзгешеліктер жеңіл байқалады. Сызықтық үшін ұзын толқынды және интенсивті жұтылу тән. Мысалы,

Ди орынбасқан бензол изомерлері қатарындағы орто - изомерлер сәйкес пара - изомерлерден оңай ажыратылады. Себебі орто - изомерлерге λ _max және ε _max шамаларының кіші мәндері тән. Мысалы,

Бензолдың электрон донорлы және элекрон акцепторлы орынбасушылары бір - бірінен алшақ орналасқан және интенсивті жұтылу жолақтары тән. Мысалы, анис альдегидінің УК - спектрінде метилбензоатқа қарағанда едәуір ұзын толқынды жұтылу жолағы байқалады.

Мысал келтірейік :

106 - суретте пропил бензолдың , алмилбензолдың және 1-фенилпентадиеннің-1, 3 жұтылу спектрлері берілген. Жұтылу қисықтары қандай қосылыстарға тән?

Қабысқан тізбектің ұзарған сайын жұтылу жолақтары ұзын толқынды облысқа өте бастайды, ал олардың интенсивтілігі арта бастайды. Демек, 1-аллилбензол, 2-пропилбензол, 3-1-фенилпентадиен-1, 3.

Хромофорлы топтар

180-1000 нм облыста жарықтың жұтылуын тудыратын топтар хромофорлар деп аталады. Оларға құрамында кем дегенде бір еселі байланысы бар топтар жатады. Органикалық қосылыстарда келесі топтар кездеседі:

C=C , C≡C , C=O , C=N , C≡N , N=N , N=O , NO ₂ , S=O , SO ₂ , P=O және т. б.