Metody badania struktury związków chemicznych, część "spektro". 5

Imię i nazwisko: ................................................................................................ Warszawa, 9.02.2004 r.

PREREKWIZYTY:.....................

Zadanie 1

W widmie rotacyjnym chlorowodoru ¹H³⁵C1, zmierzonym w temp. 300K, wystąpiło m.in. pasmo 104,13 cm^-1.
Zakładając przybliżenie energii rotacji modelem rotatora sztywnego wyznaczyć względne obsadzenie poziomów energetycznych 4 i 5, pomiędzy którymi nastąpiło to przejście.

Zadanie 2

W widmie rotacyjnym chlorowodoru ¹H³⁵Cl wystąpiły m.in. sąsiednie pasma o liczbach falowych: 206,60 cm^-1 i 226,86 cm^-1. Obliczyć:

- moment bezwładności cząsteczki

- długość wiązania w tej cząsteczce

- liczby kwantowe rotacji (j) odpowiadające poziomom między którymi nastąpiły przejścia.

Zadanie 3

Rozpatrzyć fragmentacje aldehydu benzoesowego C₆H₅COH (M=106). Narysować odpowiednie widmo MS. Zaproponować tworzenie piku metastabilnego w widmie tego aldehydu.

Zadanie 4

Dozwolone wartości energii stanów elektronowych w przybliżeniu modelem cząstki w pudle dane są wyrażeniem: E_n= n²h²/8ml². Obliczyć różnicę energii dwóch najniższych poziomów energetycznych elektronów ji w cząsteczce etylenu w tym przybliżeniu. Obliczyć λ i ν fotonu, który wywołałby pierwsze możliwe przejście energetyczne. Zaznaczyć to przejście na odpowiednim diagramie poziomów energetycznych. Długość cząsteczki etylenu wynosi 1,35 A.

Zadanie 5

Węglowodór C₉H₂₀ wykazuje w widmie ¹H NMR tylko dwa sygnały δ¹H: 1,02 (t) i 1,85 (q). Stosunek natężeń tripletu do kwartetu jest jak 3:2. Oba multiplety mają tę samą stałą sprzężenia. Określić strukturę związku. Zinterpretować sygnały w widmie.

Zadanie 6

Obliczyć wartości długości wektora spinu jądra ¹⁴N (I=1) i jego składowej zetowej w jednostkach
. Przeanalizować możliwe ułożenia przestrzenne tego wektora. Wymienić przyjęte założenia.

Zadanie 7

Narysować przewidywane widmo ¹H NMR związku o strukturze:

Określić orientacyjne położenia sygnałów w widmie. Podać intensywności poszczególnych sygnałów, również w multipletach. Przypisać sygnały odpowiednim grupom protonów. Narysować diagram poziomów energetycznych uzasadniający rozszczepienie sygnałów. Narysować możliwe ułożenia przestrzenne spinu protonu wchodzącego w rezonans. Obliczyć wartości długości wektora spinu i jego składowej zetowej.

Zadanie 8

Omówić wpływ efektu paramagnetycznego na ekranowanie protonu w cząsteczce chlorowodoru, uwzględniając anizotropię podatności magnetycznej tej cząsteczki w zewnętrznym polu magnetycznym.

---