- •Поняття про фізичні методи дослідження в хімії. Спектроскопічні, дифракційні методи дослідження, та методи, що базуються на перетворенні речовин, що досліджуються, в йони.
- •2. Діапазон частот для різних спектроскопічних методів.
- •3. Пряма та обернена спектральні задачі. Характеристичний час фізичних методів дослідження.
- •5. Основні принципи мас-спектрометрії та галузі її застосування. Одиниці виміру і форми представлення мас-спектрів.
- •6. Принципова блок-схема мас-спектрометра.
- •7, 8. Іонізація в мас-спектрометрії електронним ударом. Основні процеси, що відбуваються при еу.
- •9. Хімічна іонізація та області її аналітичного застосування
- •10. Методи йонізації лабільних молекул (польова йонізація, польова десорбція, fab, електроспрей-йонізація) та їх порівняння з методом еу.
- •11. Основні методи аналізу йонів – магнітний, часопролітний, квадрупольний.
- •12. Типи йонів у мас-спектрі: молекулярний йон, уламкові йони, перегруповані, метастабільні, двозарядні та ізотопні йони.
- •13. Роздільна здатність мас-спектрометра.
- •15. Визначення брутто-формули, виходячи з даних мас-спектрометрії: за допомогою точного значення маси молекулярного йону та з використанням таблиць Бейнона.
- •17. Найбільш характеристичні фрагментації молекулярних йонів з відщепленням нейтральних частинок.
- •18. Характеристичні перегрупування йонів. Перегрупування Мак-Лаферті.
- •1.Характеристика магнітних ядер (спін, магнітний момент, гіромагнітне відношення). Взаємодія магнітних моментів ядер з магнітним полем.
- •2.Ядерна прецесія. Моделі, що використовуються для ілюстрації поведінки магнітних ядер в постійному магнітному полі.
- •3.Макроскопічна ядерна намагніченість, залежність від температури та напруженості зовнішнього магнітного поля.
- •4.Спін-ґраткова і спін-спінова релаксація, час релаксації.
- •5.Розподілення ядер між рівнями енергії в зовнішньому магнітному полі (розподілення Больцмана).
- •6.Умови ядерного магнітного резонансу. Основне рівняння ямр.
- •7. Поняття про рівняння Блоха, форма сигналу ямр
- •Способи реєстрації сигналу ямр – метод повільного проходження та Фур’є-спектроскопія.
- •Вплив радіочастотного імпульсу на макроскопічну ядерну намагніченість.
- •Спад вільної індукції (сві). Фур’є перетворення кривої спаду вільної індукції.
- •Блок-схема спектрометра ямр. Характеристики приладів ямр – чутливість та роздільна здатність, робоча частота.
- •12. Обертання зразка та його наслідки. Розчинники в ямр та вимоги до них.
- •13. Хімічне зміщення сигналу ямр, константи екранування ядер, діамагнітний та парамагнітний вклади в константу екранування.
- •14. Одиниці вимірювання хімічного зсувув спектроскопії ямр. Поняття про ізохронні, хімічно (не)еквівалентні, магнітно (не)еквівалентні ядра.
- •15. Еталонні речовини спектроскопії ямр та вимоги до них, шкали хімічних зміщень.
- •Залежність хімічного зсуву від будови речовин (на прикладі 1н‑ямр та 13с-ямр).
- •Магнітно-анізотропні групи, їх вплив на навколишні ядра. Кільцеві ароматичні токи, їх вплив на резонанс навколишніх ядер.
- •Використання хімічного зсуву в структурних дослідженнях. Кореляційні таблиці хімічних зсувів, типові (характеристичні) значення хімічних зміщень для спектроскопії на ядрах 1н та 13с.
- •19. Поняття про шкали хімічних зміщень та властивості спектрів ямр на інших магнітних ядрах – 19f, 31p, 15n, 14n.
- •20. Спін-спінова взаємодія, її прояв в спектрах ямр. Мультиплетність сигналів ямр.
- •21. Правила розщеплення ямр сигналів першого порядку.
- •Константи спін-спінової взаємодії (кссв), їх класифікація в залежності від кількості зв’язків між магнітними ядрами.
- •Позначення спінових систем. Типовий вигляд сигналів ямр спінових систем ах, ав, амх, авс, аа’вв’, аа’хх’.
- •24. Ямр магнітних ядер в діастереотопних групах.
- •25.Ефекти вищого порядку у спектрах ямр.
- •26.Залежність кссв від геометрії молекул. Формула Карплуса.
- •27. Подвійний резонанс. Використання в ямр.
- •28. Явище насичення в ямр, практичне застосування.
- •Діаграми енергетичних рівнів і різниці заселеності для двох спінів,s і I, між якими є диполярна взаємодія:
- •Процедура отримання різницевого яео спектру:
- •Шкала часу в ямр. Швидкі та повільні процеси з точки зору ямр.
- •32. Інтегрування сигналів ямр в спектрах. Використання інтегрування для кількісного аналізу зразків.
- •Поняття про двовимірну спектроскопію ямр. Типи двовимірних спектрів.
- •Двовимірні кореляційні спектри: методики cosy, hsqc, hmbc, noesy, inadequate.
- •Способи зображення двовимірних спектрів.
- •Типи задач у хімії, що можуть бути розв’язані за допомогою двовимірних кореляційних спектрів.
- •Принципова відмінність двовимірних спектрів ямр від одновимірних.
- •Двовимірнa j-спектроскопія – кореляція хімічних зсувів з константами спін-спінової взаємодії.
- •Іч спектроскопія
- •Необхідні умови для виникнення іч-спектру молекули. Поняття про валентні та деформаційні коливання.
- •Виникнення спектрів комбінаційного розсіювання (скр) світла хімічних сполук. Необхідні умови.
- •Порівняння можливостей методів іч-спектроскопії та скр для вивчення хімічних сполук.
- •Коливання двохатомних молекул у наближенні гармонічного осцилятора.
- •Поняття про нормальні коливання та їх форми.
- •Силова стала та її фізичне тлумачення.
- •Залежність положення смуги поглинання карбонільної групи від замісників біля sp2-гібридизованого атома карбону.
- •Особливості поглинання 1,2-, 1,3-та 1,4-дикарбонільних сполук.
- •Вплив концентрації гідроксилвмісних сполук на вигляд спектру.
- •Наведіть критерії розрізнення алканів, алкенів, алкінів, аренів за іч-спектрами.
- •Вплив структурних факторівна положення та інтенсивність смуги поглинання подвійних і потрійних зв'язків у вуглеводнях.
- •Залежність положення смуги поглинання від кратності зв'язку на прикладі вуглеводнів.
- •Залежність положення смуги поглинання від кратності зв'язку на прикладі карбонільних сполук.
- •Фактори, що впливають на інтенсивність смуги поглинання. Навести приклади.
- •Залежність інтенсивності смуги поглинання від кратності зв'язку.
- •Особливості поглинання амідів карбонових кислот.
- •Використання різних ізотопів для вирішення структурно-спектральних проблем.
- •Іч спектри дмсо (1) і дейтерованого дмсо (2)
- •Поглинання амінів, амідів та нітрилів.
- •Особливості поглинання амінокислот. Пептидний зв’язок.
Залежність інтенсивності смуги поглинання від кратності зв'язку.
Чим більш полярна група, тим більша інтенсивність смуги. Ця залежність яскраво виражена для аліфатичних та ароматичних нітрилів.
Інтенсивність смуги нітрилу залежить від вкладу полярної структури:
─C≡N↔ ─C+=N-
В аліфатичних сполуках на вітрильну групу впливає лише І-ефект. Замісники, які мають більший електроноакцепторний─ І-ефект, намагаються зменшити полярність групи і знижують інтенсивність смуги поглинання (поведінку FCH2CNявляються виключенням). В ароматичних сполуках діють і І- і М-ефекти, однак останній для інтенсивності смуг має вирішальне значення. Інтенсивність смуг в ароматичних сполуках більша, чим у відповідному аліфатичному ряду. Інтенсивність підвищується у випадку +Мгідроксильної групи і зменшується для – Мнітрогрупи. Різниця між орто-, мета- і пара-ізомерами визначається також інтенсивністю передачі М-ефекту.
Особливості поглинання амідів карбонових кислот.
Смуги поглинання амідів мають складну природу. В силу ефектів резонансу в амідній групі зв’язок між атомами нітрогену і карбону в значному ступені набуває характеру подвійного. Оскільки, крім того, атоми карбону, нітрогену і оксисену мають близьку масу, коливання зв’язків карбон-оксиген і карбон-нітроген можуть взаємодіяти між собою, в результаті чого виникають нові типи коливань, одне з яких може далі взаємодіяти з площинним деформаційним коливанням зв’язку N-H первинного або вторинного аміду.
З вищесказаного випливає, що в ІЧ спектрах амідів немає смуг поглинання, які безпосередньо відображають лише валентні коливаннязв’язку C=O чи деформаційні коливання N-C-Oта N-H, тому правильніше позначити головні смуги поглинання в спектрах амідів як амід-І, амід-ІІ.
Амід-І знаходиться в інтервалі 1690-1630 см-1 в спектрах розведених розчинів первинних, вторинних і третинних амідів. Первинні і вторинні можуть бути асоційовані, внаслідок чого в твердому стані перша амідна смуга зміщена на 30-40см-1 в низькочастотну область. Ця смуга обумовлена складними коливаннями карбонільної групи, в яких такожприймають велику участь зв’язокC-N і кути C-C-OтаC-N-R.
Друга аміднасмугапроявляється в первинних і вториннихамідах і, очевидно, зв'язана з деформаційнимиколиваннямиN-H. Розміщена вона в області 1620-1590 см-1 для первинних амідів і 1550-1510 см-1 для вторинних (розведені розчини). При асоціації частота другої амідної смуги підвищується на 20-4- см-1.
Для первинних і вторинних амідів характерною ознакою є наявність смуги поглинання в області коливаньN-H. В розбавлених розчинах первинні аміди мають дві смуги поглинання вільної аміногрупи близько 3500 і 3400 см-1. При асоціації з’являються дві або кілька смуг в області 3360-3180см-1.
Вторинні аміди мають одну смугу поглинання вільної NHгрупи в області 3440-3420 см-1 для цис- сполук і 3460-3440 см-1 для транс-сполук.
В асоційованих молекулах вторинних амінів мають дві смуги, одна з яких (3100-3070 см-1) присутня і в цис- і в транс-ізомері, друга характерна для кожного з ізомерів (для цис-ізомеру 3180-3140 см-1, для транс–ізомеру 3330-3270 см-1).