Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

16.4: Спектроскопічні властивості

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    106355

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Інфрачервоні спектри

    Карбонільна група в сполуці може бути позитивно ідентифікована сильною інфрачервоною смугою поглинання в області\(1650\) -\(1850 \: \text{cm}^{-1}\), що відповідає вібрації розтягування подвійного зв'язку вуглець-кисень. Положення смуги в цьому діапазоні частот залежить від молекулярного середовища карбонільної групи. Як результат, ми часто можемо сказати з положення смуги, чи є структура альдегідом, кетоном, карбоновою кислотою, ефіром, амідом або ангідридом. Дата таблиці 16-3 показує типові частоти поглинання інфрачервоного випромінювання для конкретних типів карбонільних сполук. Таким чином альдегіди і кетони поглинають на дещо нижчих частотах (довші довжини хвиль), ніж карбонові ефіри та ангідриди. Зазвичай ми виявляємо, що поглинання зміщується на більш низькі частоти,\(\left( \sim 20 \: \text{cm}^{-1} \right)\) коли карбонільна група кон'югована з іншими множинними зв'язками, як у ароматичних кетонів\(\ce{C_6H_5COCH_3}\).

    Таблиця 16-3: Характерні частоти інфрачервоного поглинання карбонільних сполук\(^a\)

    Альдегіди можна відрізнити від кетонів по смузі\(2720 \: \text{cm}^{-1}\), при якій характерна вібрація\(\ce{C-H}\) розтягування альдегідної функції:

    Ця смуга надзвичайно низька за частотою для\(\ce{C-H}\) розтягування вібрації; хоча смуга досить слабка, вона виникає в області спектра, де інші поглинання, як правило, відсутні, тому її можна ідентифікувати без особливих труднощів.

    Електронні спектри поглинання

    Альдегіди і кетони поглинають ультрафіолетове світло в області\(275\) -\(295 \: \text{nm}\), і результатом є збудження нерозділеного електрона на кисні до більш високого енергетичного рівня. Це\(n \rightarrow \pi^*\) перехід, про який йдеться в розділі 9-9. Більш інтенсивний\(\pi \rightarrow \pi^*\) перехід відбувається приблизно\ 180\) -\(190 \: \text{nm}\), що відповідає збудженню електрона від\(\pi\) -зв'язуючої орбіти до а\(\pi\) -антібондинговой орбіталі. Жодне з цих поглинань не є особливо корисним для конкретної ідентифікації, якщо карбонільна група не кон'югована, і в цьому випадку\(\pi \rightarrow \pi%+^*\) смуги\(n \rightarrow \pi^*\) і відбуваються на довших довжині хвиль (по\(30\) -\(40 \: \text{nm}\)). Наприклад, якщо ви підозрюєте, що сполука є алкеноном з його інфрачервоного спектру, ви можете легко визначити з\(n \rightarrow \pi^*\) і\(\pi \rightarrow \pi^*\) поглинання сполуки, чи є це кон'югованим алкеноном.\(\lambda_\text{max}\) Частота поглинання очікувалася б навколо\(320 \: \text{nm}\) і\(220 \: \text{nm}\) (див. Рис. 9-20).

    Масові спектри

    Альдегіди та кетони зазвичай дають помірно інтенсивні сигнали завдяки своїм молекулярним іонам\(\ce{M^+}\). Таким чином, визначення молекулярної маси кетону методом мас-спектроскопії зазвичай не складає труднощів. Крім того, існують деякі характерні моделі фрагментації, які допомагають у структурній ідентифікації. Це:

    • \(\alpha\)розщеплення

    • перенесення\(\gamma\) водню з\(\beta\) розщепленням (перестановка Маклаферті)

    ЯМР Спектра

    Характер карбонільного зв'язку породжує дуже низькопольні поглинання ЯМР для протона альдегідної групи\(\left( \ce{-CH=O} \right)\). Як показує таблиця 9-4, ці поглинання є деякими нижчими\(4 \: \text{ppm}\) полями, ніж алкенілводневі (). Деяка ця різниця в зсуві може бути віднесена до полярності карбонільної групи\(\overset{\delta \oplus}{\ce{C}} \ce{=} \overset{\delta \ominus}{\ce{O}}\), яка зменшує електронну щільність навколо альдегідного водню (див. Розділ 9-10Е). Ефект, як видається, переноситься в набагато меншій мірі в\(\alpha\) позиціях, а протони типу\(0.3 \: \text{ppm}\) ось-ось нижчі поля, ніж поля.

    Дописувачі та атрибуція

    Template:ContribRoberts