Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Блок-схема спектрометра ЯМР



1 – сильный магнит, создающий мощное постоянное поле; 2 – генератор радиочастотного излучения, создающий переменное магнитное поле; 3 – регистратор резонанса; 4 – ампула с анализируемым веществом.

Ампулу с исследуемым веществом помещают в катушку радиочастотного генератора, которая находится под полюсами электромагнита. В приборах со стабилизированной частотой и переменным магнитным полем изменение магнитной индукции осуществляется генератором. При поглощении энергии поля, детектор регистрирует некоторое изменение напряжения в контуре, которое записывается в виде сигнала ЯМР на осциллографе.

Спектрометр ЯМР содержит сложный набор электронных устройств, предназначенных для обеспечения высокой стабильности и точности задаваемых параметров поля. Для успешной работы прибора необходимо поддерживать частоту и напряженность магнитного поля с погрешностью порядка 10-6-10-7%.

Для записи спектра ПМР достаточно примерно 0,4 мл жидкого вещества или раствора твердого вещества в требуемом растворителе концентрацией 0,2 моль/л. Желательно, чтобы применяемый растворитель не содержал протонов, поэтому для записи спектров используют дейтерированные растворители.

Независимо от способа получения спектра, он всегда представляет собой зависимость интенсивности поглощения радиочастотного излучения от частоты излучателя. Чаще всего применяют спектрометры с рабочей частотой от 100 до 600 МГц. Как правило, спектр ПМР представляет собой набор узких резонансных сигналов, соответствующих отдельным типам протонов.

Основными характеристиками спектра ПМР являются:

1) положение сигнала – величина химического сдвига;

2) Мультиплетность сигнала и КССВ;

3) Интенсивность сигнала.

Химический сдвиг

Протон в реальной молекуле окружен электронами, которые под действием поля Н0 сами инициируют вторичное магнитное поле σН0, где σ – константа экранирования. Поэтому напряженность поля вблизи конкретного протона молекулы будет меньше напряженности внешнего поля Н0, что приводит к изменению частоты магнитного поля, при которой происходит резонанс протона: ν = 2µ(Н0 – σН0)/h.

В различных молекулах или в пределах одной молекулы однотипные ядра могут иметь различное окружение и различные константы экранирования, следовательно, различные условия резонанса. В результате резонансные сигналы протонов наблюдаются в широком диапазоне частот, что позволяет различать протоны, входящие в молекулу.

Смещение резонансных сигналов протонов в спектре ПМР вследствие различия в их электронном окружении называются химическим сдвигом.

Если протоны в молекуле имеют одинаковое окружение, их резонансные сигналы совпадают (химически эквивалентные протоны).

Химический сдвиг, выраженный в Гц, относят к рабочей частоте прибора для данного вида ядер. При этом он выражается уже безразмерной величиной – миллионные доли (м.д.), которая не зависит от рабочей характеристики прибора.

Расчет химического сдвига проводят по формуле: δ = (νобр – νэт)/ 106ν0, где νобр – резонансная частота протона в исследуемом образце; νэт – резонансная частота протонов в эталоне; ν0 – рабочая частота прибора.

Эталонный раствор добавляют в ампулу с образцом перед записью спектра. В качестве эталона для спектроскопии ПМР используют тетраметилсилан (12 эквивалентных протонов, дающих одиночный интенсивный сигнал, химический сдвиг которого условно принят равным нулю). Отнесение резонансных сигналов протонов проводят по корреляционным таблицам или диаграммам химических сдвигов. Для большинства органических соединений сдвиги протонов находятся в интервале 0-10 м.д. Исключение составляют протоны, связанные водородными связями (δ > 10 м.д.).

В качестве примера представим спектр уксусной кислоты:

Сигналы протонов различаются по интенсивности, которая прямо пропорциональна количеству протонов, участвующих в резонансе на данной частоте. Интенсивность сигнала оценивают по его площади с помощью интегральной кривой.

Таким образом, количество сигналов в спектре ПМР показывает, сколько типов протонов имеется в молекуле, химический сдвиг указывает на тип протонов, а интегральная интенсивность сигнала прямо пропорциональна числу протонов данного типа в молекуле.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.