ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закономерности в спектрах ЯМР и приложения спектров ЯМР из "Строение молекул" Основываясь на общем выражении матричного элемента проекции на ось Ох суммарного магнитного момента (XXXVII, 17 , можно показать, что переход между двумя какими-либо уровнями энергии (XXXVII, 29) —обозначим его как переход Е Е — с поглощением излучения возможен только при следующем условии. [c.482] Таким образом, если в молекуле имеется только одна группа эквивалентных ядер, спектр ЯМР и при учете спин-спинового взаимодействия состоит из одной линии поглощения. [c.482] Правила отбора для рассматриваемого случая двух групп эквивалентных ядер будут следующими. [c.483] Используя эти правила отбора и учитывая, что энергия в формуле (ХХХУП, 36) выражена в герцах, получаем для частот линий поглощения в спектре ЯМР следующие выражения.. [c.484] Интенсивность отдельных компонент спин-спинового расщепления в спектрах ЯМР при условиях, указанных выше, определяется простыми правилами, аналогичными таковым для спектров ЭПР. [c.485] Следует отметить, что разные группы эквивалентных ядер не обязательно должны различаться по их индивидуальности. Разными группами эквивалентных ядер могут быть, например, протоны групп СНз и протоны групп СНг в молекулах углеводородов или ядра фтора групп СРз и ядра фтора групп СРг и т. п. [c.485] Далее следует отметить, что спин-спиновое взаимодействие ядер быстро убывает с увеличением расстояния групп эквивалентных ядер. Так, для молекулы СН3СН2ОН имеется заметное спин-спиновое взаимодействие протонов группы СНг как с протонами группы СНз, так и с протоном группы ОН. В то же время взаимодействие протонов групп СНз и ОН практически не сказывается в спектре. Аналогичное положение имеет место и для других молекул при средней разрешающей силе приборов. [c.485] Здесь суммирование распространяется на все другие группы эквивалентных ядер в молекуле, кроме группы А. Аналогично выразятся частоты компонент спин-спинового расщепления, соответствующие изменению состояний ядер других групп. Иллюстрируем сказанное выше на двух примерах. [c.486] Поскольку каждое значение (— /2 и -Ь /2). получается только одним способом, интенсивности обоих компонент спин-спинового расщепления ур должны быть одинаковы, что согласуется с экспериментально наблюдаемой картиной спектра ЯМР, представленного на рис. 104. [c.486] Спектр ЯМР молекулы СН3СН2ОН. В этой молекуле три группы эквивалентных ядер, имеющих спин, отличный от нуля, три группы эквивалентных протонов — протоны группы СНз, протоны группы СНг и протон группы ОН. Как уже упоминалось выше, следует учитывать спин-спиновое взаимодействие протонов группы СНг с протонами групп СНз и ОН. Взаимодействие протонов групп СНз и ОН в первом приближении можно не учитывать. [c.487] Экспериментальный спектр ЯМР молекулы СН3СН2ОН согласуется с этими результатами в часги, касающейся групп СНз и ОН. В области, относящейся к протонам группы СНг, разрешение в экспериментальном спектре, представленном на рис. 105, недостаточно для полного разрешения тонкой структуры спектра в этой области. При более высоком разрешении, структура спектра оказывается более сложной, чем это следует из формулы (ХХХУП, 47). [c.488] В спектрах ЯМР наблюдаются закономерности между постоянными экранирования (химическими сдвигами) для определенных ядер в разных молекулах и химическим строением фрагментов молекул, включающих соответствующие ядра. [c.488] Установлен ряд закономерностей, связывающих постоянные спин-спинового взаимодействия со строением молекул. Мы ограничимся здесь только небольшой иллюстрацией порядков величин эти с постоянных для протонов в характерных структурных элемен-тах олекуд-разных рядов (табл. 58). . [c.491] Приложения спектров ЯМР. Спектры ЯМР в последние десяти-ления систематически используются для установления строения молекул или их отдельных фрагментов по характерным особенностям ЯМР спектров для линий протонов, ядер С, Ы, В, В, Р, 35С1, з С1, Вг, Вг, 2 1 и других ядер. Такими особенностями являются химический сдвиг и Структура линий, обусловленная спин-спиновым взаимодействием ядер молекулы. [c.491] Доступность аппаратуры, быстрота определений, возможность исследования веществ в конденсированном состоянии (жидкости, растворы, твердые тела), небольшое количество вещества, требующееся для определения спектра ЯМР, приводят к тому, что этот метод постепенно становится основным рабочим методом химиков органиков для идентификации молекул, установления строения впервые полученных молекул, в особенности молекул, содержащих ядра перечисленных выше индивидуальностей и другие ядра со спином отличным от нуля. [c.491] Вернуться к основной статье