ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические методы исследования органических соединений Оптическая спектроскопия из "Органическая химия" Одной из основных задач органической химии является направленный синтез конкретных соединений, однако большое значение имеет и другая задача — установление структуры неизвестных (природных или синтезированных) веществ. [c.99] Наряду с классическими химическими методами — деструкция, установление наличия тех или иных функциональных групп, встречный синтез и др — в последние годы все большее значение приобретают физико-химические методы исследования В этой главе кратко рассматриваются основные методы физико-химического исследования органических соединений. [c.99] При действии электромагнитного излучения на любую молекулу в зависимости от его энергии происходит то или иное взаимодействие вещества и излучения Исследование этого взаимодействия и является предметом спектроскопии . [c.99] Как правило, в УФ-спектроскопии применяется в качестве единицы длины волны нанометр (нм) 1 нм = 10 см или 10 м. [c.102] В ИК-спектроскопии полоса поглощения характеризуется лишь положением в спектре (в см ), а интенсивность полосы поглощения указывается, как правило, лишь приближенно (интенсивная, средней интенсивности, слабой интенсивности). В УФ-спектроскопии полоса поглощения характеризуется двумя точными параметрами положением линии поглощения (в нм) и ее интенсивностью (в единицах г, lg г или О). [c.102] Аппаратура. Спектры поглощения измеряют с помощью спектрофотометра, принципиальная схема которого изображена на рис. 27. [c.102] Для работы в инфракрасной области спектра призма, материалы кювет, а также вся оптическая система ИК-спектрофотометра изготовляются из кристаллов КаС1, КВг или 1л , Эти материалы прозрачны для инфракрасного излучения. [c.102] Для работы в видимой области призма и оптика выполняются из обычного стекла или из кварца. [c.102] Законы поглощения света, в основе всей оптической спектроскопии лежат общие законы, дающие соотношение между величиной поглощения и количеством поглощаемого вещества. [c.102] В этом случае интенсивность может быть отложена по оси ординат как е или как lg е. Логарифмической формой часто пользуются при изображении УФ-спектров, где интенсивность поглощения для одного вещества может изменяться на несколько порядков. Следует отметить, что внешний вид спектра меняется в зависимости от способа выражения интенсивности (рис. 28). [c.104] Основные вопросы, которые могут быть решены с помощью ИК-спектроскопии, следующие. [c.104] Измеряя изменение интенсивности проходящего через вещество потока излучения, мы получаем ИК-спектр. [c.105] Чрезвычайно важно, что поглощение для каждой функциональной группы лежит в сравнительно узкой области и что оно в пределах этой узкой области зависит только от ближайшего окружения данной функциональной группы. [c.105] На рис. 29 и 30 приведены ИК-спектры метилэтилкетона и ацетоуксусного эфира. Важнейшие пики отнесены к колебаниям имеющихся в молекулах функциональных групп. [c.106] Характеристические частоты. Экспериментальные исследования колебательных спектров большого числа молекул, обладающих одними и теми же химическими группами, показали, что в их спектрах имеется некоторое число общих или мало отличаю ихся частот. Такие частоты появляю неся в спектре при наличии в соединении определенных химических групп, независимо от того, каким молекулам эти группы принадлежат, получили название характеристических. К ним относятся, например, валентные колебания связей С—Н, С=0, С=С, О—Н, деформационные колебания С—Н, N—Н, колебания групп —NO2, —С00 , — ONHg. [c.106] Вопрос о характер имеет смысла. Следует ний в определенных ус ний. Так, колебания С держащих только свя для молекул, имеющи пример С—Вг и С—8. [c.107] Колебания атомов (колебания углеродно между собой в результ щих колебания. Силь простых связей С—О, и с колебаниями прост дают в область 700—1 ти, так называемой о ставляется возможны ляется индивидуально и сильно изменяется д НИИ молекулы. [c.107] для органических соединений можно указать на две характерные области колебательных спектров. [c.108] Область частот за пределами 800—1350 см . Спектры органических соединений имеют здесь интенсивные полосы, которые обусловлены колебаниями отдельных связей или групп атомов частоты колебаний таких групп имеют одинаковые или близкие значения независимо от того, каким молекулам принадлежат. Эти полосы могут быть использованы для характеристики поглощения групп (табл. 10). [c.108] Следует помнить, что частоты всех видов колебаний в той или иной степени чувствительны даже к небольшим изменениям в строении молекулы (этим объясняется высокая специфичность инфракрасного спектра любого органического соединения). Достаточно сильное влияние оказывают на них такие факторы, как стерические эффекты, природа, размер и электроотрицательность близлежащих атомов, агрегатное состояние вещества и образование водородных связей, что также находит отражение в спектрах. [c.108] Вернуться к основной статье