- •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.
Способи зображення двовимірних спектрів.
Форма подання двомірних спектрів може бути різною. Спектри можуть бути представлені в «стековій формі» як сукупність одномірних спектрів. Хоча така форма є особливо наочною, однак на практиці вона використовується досить рідко. Звичайною формою подання двомірних спектрів і контурні карти, у яких інтенсивності піків представлені контурними лініями, аналогічно до того, як це робиться на географічних картах для визначення висоти пагорбів. Контурні лінії на таких картах відповідають висоті точки двомірного спектру над нульовою лінією. Сукупність таких ліній повторює контури сигналів, що містяться у cпектрі. Як правило,нa6ipконтурних ліній спектрометр визначає автоматично, виходячи з максимальної висоти наявних сигналів. Для цього максимальну інтенсивність сигналів розбивають на 10—15 однакових ділянок, що i відповідають контурним лініям.Найбільший інтерес являють не абсолютні величини координат точок контурних ліній, а лише той графічний образ, що утворюється контурними лініями. Оператор, звичайно, може обрати найбільшдоцільні значення висот контурних ліній, що дозволяє найбільш наочно подати сигнали у двомірному спектрі.
стековий записконтурний запис
ядра, не зв’язані ССВ
ядра, що зв’язані ССВ
Типи задач у хімії, що можуть бути розв’язані за допомогою двовимірних кореляційних спектрів.
Широке застосування двомірних методик базується на тому,що вони дають карту внутрішньомолекулярних, аіноді i міжмолекулярних взаємодій.
COSY дозволяє одержати повну карту наявних у молекуліспін-спінових взаємодій.Метод H,H-COSY дозволяє розв'язати дві важливі проблеми, які ви- никають при віднесенні сигналів у протонних спектрах.
По-перше, він дозволяє виявити сигнали тих протонів, між якими існує спін-спінова взаємодія, а отже встановити, які спінові системи присутні в сполуці, що досліджується. Кореляція знайдених спінових систем з формулою сполуки часто дозволяє провести повне віднесення сигналів у спектрі. Слід відмітити, що крос-піки в спектрах H,H-COSY можуть спостерігатися навіть тоді, коли розщеплення сигналів не виявляється в одновимірному спектрі.
По-друге, спектр H,H-COSY дозволяє спостерігати окремо сигнали, які збігаються в одновимірному cпектрi. Це можливо, оскільки для кожного з сигналів, що розщеплені завдяки ССВ з різними партнерами, у cпекрті H,H-COSY містяться також копії сигналів у виглядікроспіків. Оскільки кроспіки знаходяться поза діагоналлю спектра, то вони спостерігаються окремо, що дозволяє ідентифікувати кожний зі збіжних сигналів.
NOESY широко застосовується для вивчення конфігурації та конформації малих молекул. J-розділена спектроскопія дозволяє знаходити КССВ в спектрах ЯМР. Ідентифікація Н-С кореляції через зв’язки вуглець-вуглець i вуглець-гетероатом дає можливість одержати за допомогою НМВС інформацію про кістяк молекули i є одним iз найпотужніших підходів до встановлення будови органічних молекул, що поступається xi6a що малочутливій методиці INADEQUATE.HSQC є оптимальним підходом до встановлення зв’язаності між гетероатомами при детектуванні на протонах. Висока чутливість сучасних кореляційних методик дає можливість непрямого встановлення хімічних зсувів ядра Х, що виключає необхідність тривалих експериментів на ядрі Х. Таким чином, сукупність гомо ядерних (H1,H1-COSY) та гетеро ядерних 1Н-13С-кореляцій (таких як, наприклад, HSQC), є осново для встановлення будови органічних сполук.