Физические методы исследования в химии

Задание 3. Нарисуйте эскиз спектра ПМР этаналя, если δСН3 = 2.2 м.д. и δСН= 9.8 м.д., константа спин-спинового расщепления J = 2.9 Гц при напряженности магнитного поля 60 МГц и 300 МГц.

Задание 4. При изомеризации две группы протонов становятся эквивалентными. При низких температурах, когда взаимопревращение происходит медленно, одна группа резонирует при химическом сдвиге δ=4.0 м.д., а другая - при δ=5.2м.д.

При какой скорости изомеризации сигналы сольются в одну линию, если спектрометр работает на частоте 60 МГц?

Задание 5. Группа NO в N, N-диметилнитрозамине (СН3)2N-NO вращается, в результате чего происходит цис-транс-взаимопревращения. На частоте 60 МГц резонансы двух метильных групп находятся на расстоянии 39 Гц. При какой скорости таутомеризации произойдет слияние расщепленных линий в одну при этой частоте спектрометра?

81

2. Колебания гармонического осциллятора: 2а). Что такое гармонический осциллятор?

2в). Энергия стационарных уровней энергии гармонического осциллятора.

2с). Правила отбора для гармонического осциллятора. Покажите, что спектр гармонического осциллятора содержит одну частоту.

3.Ангармонический осциллятор. Чему равна энергия стационарных уровней ангармонического осциллятора?

3а). Правила отбора для разрешенных переходов ангармонического осциллятора.

3в). Графическое изображение зависимости энергии двухатомной молекулы, совершающей ангармонические колебания (кривая Морзе), от смещения от положения равновесия.

4.Связь квазиупругой (силовой) постоянной двухатомной молекулы с энергией диссоциации. Энергия нулевого кванта.

5.Характеристики двухатомной молекулы, определяемые из колебательных спектров двухатомных молекул.

Cеминары 4 и 5. Электронные спектры поглощения и излучения

молекул. Внутримолекулярные фотофизические процессы.

1. Электронные состояния и спектры двухатомных молекул. Правила отбора для радиационных переходов.

2.Закон Ламберта-Беера. Понятия коэффициента экстинкции, оптической плотности, силы осциллятора электронного перехода.

3.Связь между силой осциллятора электронного перехода и интегральной интенсивностью полосы поглощения.

4.Колебательная структура электронных полос. Принцип ФранкаКондона.

5.Излучательные и безызлучательные переходы. Константы скорости излучательных и безызлучательных переходов. Диаграмма электронновозбужденных состояний.

6.Флуоресценция и фосфоресценция. Длительность (время жизни) возбужденных состояний. Квантовый выход флуоресценции.

Семинар 6. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса

1.Эффект Зеемана и его использование в методе ЭПР.

2.Условие простого резонанса. Какие молекулы имеют спектр ЭПР?

3.Смысл g-фактора и способ его измерения.

4.Объяснить причину сверхтонкого взаимодействия и сверхтонкую структуру спектра ЭПР.

83

5.Условие резонанса для электрона (mS = ±1/2) во внешнем магнитном поле В и поле одного протона (mI = ±1/2).

6.Нарисовать схему расщепления энергетических уровней электрона атома водорода во внешнем магнитном поле

7.В каких областях научных исследований и практике используется метод ЭПР?

8.Какова чувствительность метода ЭПР?

Семинар 7. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса

1.Основные принципы метода ядерного магнитного резонанса. Определение ядерного магнитного момента.

2.Условие простого резонанса. Правила отбора для ЯМР (ПМР) - спектра.

3.Понятие постоянной экранирования и химического сдвига.

4.Возникновение тонкой структуры спектра ЯМР (ПМР).

5.Какие характеристики исследуемых частиц позволяют определить данные ЯМР (ПМР) - спектров?

84