Metody badania struktury związków chemicznych, część "spektro". 7

Imię i nazwisko: ................................................................................................ Warszawa, 12.02.2004 r.

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

Zadanie 1

Wykazać, że funkcja Ψ₁(x) jest funkcją własną hamiltonianu dla cząstki w studni potencjału. Znaleźć wartość własną tego operatora.

Zadanie 2

W widmie Ramana cząsteczki ¹⁶O₂ składowa Rayleigha występuje przy v_o=22938 cm^-1. W obszarze pasm stokesowskich znaleziono pasmo przy v₁=21358 cm^-1. Zakładając przybliżenie oscylatorem harmonicznym wyznaczyć położenie składowej antystokesowskiej v₂ oraz obliczyć stałą siłową w cząsteczce ¹⁶O₂. Naszkicować widmo. Przedstawić problem na odpowiednim diagramie poziomów energetycznych. Analizując zmiany elipsoidy polaryzowalności tej cząsteczki w czasie drgania wykazać, że drganie to jest czynne w widmie Ramana.

Zadanie 3

Rozpatrzyć fragmentację kwasu benzoesowego C₆H₅COOH (M=122). Narysować odpowiednie widmo MS. Zaproponować tworzenie piku metastabilnego w widmie tego kwasu.

Zadanie 4

Dla rotatora sztywnego ²D³⁵C1 w stanie kwantowym Y_1,1 obliczyć wartość energii rotacji E₁ oraz wartości długości wektora momentu pędu L i jego składowej zetowej L_z. Przyjąć długość cząsteczki R = 1,28 A.

Zadanie 5

W widmie ¹H NMR związku C₉H₁₁NO₂ zaobserwowano następujące sygnały δ¹H: 7,91 (d, 2H), 6,65 (d, 2H), 4,45 (q, 2H), 4,20 (s, 2H), 1,45 (t, 3H). Dublety wykazują tę samą stałą sprzężenia, triplet i kwartet również, ale inną od poprzedniej. Wiedząc, że związek jest aminą określić strukturę związku i zinterpretować sygnały w widmie.

Zadanie 6

Określić warunek rezonansu (wyznaczyć v i λ odpowiedniego fotonu) dla jądra atomu azotu ¹⁴N w zewnętrznym polu magnetycznym o natężeniu 10 000 G. Współczynnik magnetogiryczny y = 1900 G^-1s^-1.

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 bromowodoru HBr, uwzględniając anizotropię podatności magnetycznej tej cząsteczki w zewnętrznym polu magnetycznym.