11: Інфрачервона спектроскопія та мас-спектрометрія

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- 10.12: Рішення додаткових вправ
- 11.1: Електромагнітний спектр та спектроскопія

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Цілі навчання

Прочитавши цю главу і виконавши ВСІ вправи, учень може мати можливість

співвідносити області електромагнітного спектра зі спектроскопічними методами - див. Розділ 11.1
пояснити, як працює ІЧ-спектрометр і ІЧ-область взаємодіє з органічними сполуками - див. Розділ 11.2
пояснити роль асиметрії в ІЧ-поглинанні - див. Розділ 11.3
інтерпретувати ІЧ-спектри - зверніться до розділів 11.4, 11.5 та 11.6
пояснити, як працює мас-спектрометр - див. Розділ 11.7
пояснити джерело базового піку і молекулярного іона в масовому спектрі - див. Розділ 11.7
співвідносити міцність зв'язку з моделями фрагментації - див. Розділ 11.8
використовувати шаблони фрагментації для з'ясування структурних особливостей органічних сполук - див.
пояснити, як можна використовувати масу з високою роздільною здатністю для визначення хімічних формул - зверніться до розділу 11.10

11.1: Електромагнітний спектр та спектроскопія
Спектроскопія - експериментальний метод, який використовують хіміки для з'ясування структурної інформації. Взаємодія між сполукою або зразком і обраною областю електромагнітного спектра можна виміряти як якісно, так і кількісно.
11.2: Інфрачервона (ІЧ) спектроскопія
Інфрачервона область електромагнітного спектра змушує асиметричні зв'язки розтягуватися, вигинатися та/або вібрувати. Цю взаємодію можна виміряти, щоб допомогти з'ясувати хімічні структури.
11.3: ІЧ-активні та ІЧ-неактивні вібрації
Асиметрія і полярність збільшують силу поглинання ІК (інфрачервоне активне). Симетричні вуглецево-вуглецеві подвійні і потрійні зв'язки не поглинають ІЧ-світло і називаються «інфрачервоними неактивними».
11.4: Інтерпретація ІЧ-спектрів
Пояснено аналіз та інтерпретацію ІЧ-спектрів для декількох сполук.
11.5: Інфрачервоні спектри деяких загальних функціональних груп
Одним з найпоширеніших застосувань інфрачервоної спектроскопії є ідентифікація органічних сполук. Показано та обговорено ІЧ-спектри основних класів органічних молекул.
11.6: Резюме та поради щодо розрізнення карбонільних функціональних груп
Це резюме включає мінімальну інформацію, яку потрібно запам'ятати для інтерпретації ІЧ-спектрів в перший рік органічної хімії разом з деякими порадами щодо того, як розрізнити різні функціональні групи, які містять принаймні одну карбонільну структурну особливість.
11.7: Мас-спектрометрія - введення
Мас-спектрометрія - це аналітичний метод, який використовує іонізацію та масовий аналіз сполук з метою визначення маси, формули та структури аналізованої сполуки. Мас-аналізатор - це компонент мас-спектрометра, який приймає іонізовані маси і розділяє їх на основі співвідношення заряду до маси і виводить їх на детектор, де вони виявляються і пізніше перетворюються на цифровий вихід.
11.8: Шаблони фрагментації в мас-спектрометрії
При інтерпретації моделей фрагментації, як і можна було очікувати, найслабші вуглецево-вуглецеві зв'язки - це ті, які, швидше за все, зламаються.
11.9: Корисні шаблони для з'ясування структури
Розпізнавання образів - найкращий друг студента-хіміка, особливо при аналізі та інтерпретації масових спектрів.
11.10: Визначення молекулярної формули методом мас-спектрометрії з високою роздільною здатністю
Мас-спектрометрія з високою роздільною здатністю дозволяє визначити молекулярні формули шляхом розмежування мас сполук на основі ізотопного розподілу кожного елемента в з'єднанні.