Интерпретация на ИЧ спектри

1. Интерпретация на ИЧ спектри Интерпретация на ИЧ спектри • Характеристични (групови) честоти (ивици) • Определение • Условия за характеристичност • Фактори, влияещи върху характеристичните честоти • Ивици в ИЧ спектри на някои структурни фрагменти в органичните молукули • на алкани • на алкени • на алкини • на бензени • на алкохоли и феноли • на етери • на карбонилни съединения • на амини

2. Характеристични честоти Характеристични (групови) честоти (ивици) Ивиците на дадена функционална група в органичните съединения, честотата на които не се променя значително при промяна на химичното обкръжение на функционалната група

3. Характеристични (групови) честоти (ивици) Ивиците на дадена функционална група в органичните съединения, честотата на които не се променя значително при промяна на химичното обкръжение на функционалната група

4. Условия за характеристичност(Трептене на двуатомни молекули) Кръгова честота на трептенето е равна на където k е еластичност на връзката, а m – приведената маса Съответно честотата и вълновото число са:

5. Условия за характеристичност Честотата и вълновото число са: • Когато приведената маса на атомите в една връзка от два атома, m, се различава съществено от тази на повечето двойки атоми в другите връзки • Когато еластичността на връзката (силовата константа), k, е по-голяма от тази на останалите връзки в молекулата

6. Условия за характеристичност Честотата и вълновото число са: • Когато приведената маса на атомите в една връзка от два атома, m, се различава съществено от тази на повечето двойки атоми в другите връзки • m(C-H) = 12*1/(12 + 1) = 12/13 = 0.923 • m(N-H) = 14*1/(14 + 1) = 14/15 = 0.933 • m(O-H) = 16*1/(16 + 1) = 16/17 = 0.941 • m(C-C) = 12*12/(12 + 12) = 12/2 = 6.0 • m(N-N) = 14*14/(14 + 14) = 14/2 = 7.0

7. Условия за характеристичност Честотата и вълновото число са: m(C-H) = 12*1/(12 + 1) = 12/13 = 0.923 m(C-C) = 12*12/(12 + 12) = 12/2 = 6.0

8. Условия за характеристичност Честотата и вълновото число са: m(C-H) = 12*1/(12 + 1) = 12/13 = 0.923 m(C-C) = 12*12/(12 + 12) = 12/2 = 6.0 От учебника на проф. Андреев в частта за трептения на парафинови въглеводороди:

9. Условия за характеристичност Честотата и вълновото число са: • Когато еластичността на връзката е по-голяма от тази на останалите връзки в молекулата

10. Условия за характеристичност Честотата и вълновото число са: • Когато еластичността на връзката е по-голяма от тази на останалите връзки в молекулата От учебника на проф. Андреев в частта за трептения на олефинови въглеводороди:

11. Условия за характеристичност Честотата и вълновото число са: • Когато еластичността на връзката е по-голяма от тази на останалите връзки в молекулата От учебника на проф. Андреев в частта за трептения на ацетиленови въглеводороди:

12. Фактори влияещи - съдържание • Фактори, • влияещи върху характеристичните честоти • Вибрационно взаимодействие • Изотопен ефект • Електронни ефекти • Индукционен ефект • Мезомерен ефект • Диполно взаимодействие • Хибридизация, циклично напрежение • Асоциация, ефект на разтворителя • Фазово състояние

13. Вибрационно взаимодействие Вибрационно взаимодействие

14. Вибрационно взаимодействие - примери Вибрационно взаимодействие • Други примери: • Валентните и деформационните трептения на CH3, • Валентните трептения на CH2, NO2, и CO2- • Валентните и деформационните трептения на C-H в бензените

15. Изотопен ефект

16. Изотопен ефект m(C-H) = 12*1/(12 + 1) = 12/13 = 0.923 m(C-D) = 12*2/(12 + 2) = 24/14 = 1.714

17. Изотопен ефект m(O-H) = 16*1/(16 + 1) = 16/17 = 0.941 m(O-D) = 16*2/(16 + 2) = 32/18 = 1.778

18. Електронни ефекти Индукционен ефект

19. Електронни ефекти Мезомерен ефект

20. Хибридизация, циклично напрежение

21. Електронни ефекти

22. Интерпретация на ИЧ спектри • Ивици в ИЧ спектри на някои структурни фрагменти в органичните молукули • на алкани • на алкени • на бензени • на алкини • на алкохоли и феноли • на амини • на карбонилни съединения

23. Валентни трептения на CH3и CH2групи

24. Деформационни трептения на CH3и CH2групи

25. Ивици на метиловите и метиленовите групи

26. Валентни и деформационни трептения при алканите

27. Ивици на изопропиловите и третбутиловите групи

28. Изопропил етер Разцепване на ns(CH3) при изопропиловата група

29. Изопропил етер (разтеглен) Разцепване на ns(CH3) при изопропиловата група

30. Третична бутилова група Разцепване на ns(CH3) при третичната бутилова група

31. Ивици на алкените и бензените

32. Определяне на заместването в алкените и бензените • 750-675 сm-1 двойната връзка е цис заместена • 990-930 сm-1 двойната връзка е транс заместена • 840-790 сm-1 двойната връзка е тризаместена • 895-885 сm-1 двойната връзка е крайна, дизаместена • Ако има две ивици в интервалите: 1000-980 cm-1 (ср) и 915-905 сm-1 (с) двойната връзка е крайна, монозаместена. Често се наблюдава първият обертон в интервала 1840-1820 сm-1. • Ако ивиците са две в интервалите: 770-735 сm-1 и 715-690 сm-1 бензеновото ядро е моно заместено - вж. отново в интервала 3100-3000 см-1. При добра разделителна способност на апарата се наблюдава триплет с възходящ интензитет. • 770-735 сm-1 бензеновото ядро е орто дизаместено • 815-770 сm-1 и 725-680 сm-1 бензеновото ядро е мета дизаместено. • 860-800 сm-1 бензолното ядро е пара дизаместено

33. Циклоктен Пример за ИЧ спектър на алкен 750-675 ñm-1 äâîéíàòà âðúçêà å öèñ çàìåñòåíà

34. 2-октен Пример за ИЧ спектър на алкен • 990-930 ñm-1 äâîéíàòà âðúçêà å òðàíñ çàìåñòåíà

35. 1-децен Пример за ИЧ спектър на алкен • 1000-980 cm-1 (ср.) и 915-905 cm-1 (с.) двойната връзка е крайна, монозаместена

36. Изопропилбензен Пример за ИЧ спектър на монозаместен бензен 770-735 сm-1 и 715-690 сm-1 бензеновото ядро е моно заместено

37. Етилбензен Пример за ИЧ спектър на монозаместен бензен 770-735 сm-1 и 715-690 сm-1 бензеновото ядро е моно заместено

38. Ивици на алкините

39. Пример за ИЧ спектър на алкин • n(≡C-H) = 3320-3380 cm-1(по-тясна от n(OH) и по-широка отn(NH)) • n(C≡C) = 2280-2100 cm-1(понякога е слаба при сим. замест. алкини) • g(≡C-H) = 700-600 cm-1(понякога дублетна ивица) • 2g(C-H) = ~1240 cm-1 (обертон)

40. Ивици на алкохоли и феноли

41. Бензилов алкохол Пример за ИЧ спектър на алкохол • n(CO-H) = 3350 cm-1 (при водородна връзка) • n(H2C-OH) = 1070 - 1020 cm-1(силно-интензивна ивица) • g(C-H)= 770-735 сm-1 и 715-690 сm-1 бензеновото ядро е моно заместено

42. Пример за ИЧ спектър на фенол • n(CO-H) = 3350 cm-1 (при водородна връзка) • n(H2C-OH) = 1070 - 1020 cm-1(силно-интензивна ивица) • g(C-H) = 860-800 cm-1бензеновото ядро е пара заместено • n(C=O) =1765-1645 cm-1за алдехиди

43. Ивици на алифатни и ароматни етери

44. Ивици на кетони, алдехиди и карбоксилови к-ни

45. Пример за ИЧ спектър на ароматен кетон • n(C=OH) = 1775 – 1650 cm-1 (интензивна ивица) • 2n(C=O) = ~3350cm-1(обертон) • g(C-H) = 770-735 cm-1и 715-690 cm-1монозаместен бензен

46. Пример за ИЧ спектър на ароматен алдехид • n(C=OH) = 1735 – 1675 cm-1 (интензивна ивица) • n(H-CO)+ 2b(C-H) = ~2820 и 2720cm-1(Ферми резонанс) • g(C-H) = 770-735 cm-1и 715-690 cm-1монозаместен бензен

47. Еквивален на ненаситеност Еквивалент на ненаситеност (double bond equivalent) където n е броят на въглеродните атоми, а HKсе нарича водороден еквивалент. HK= 2 – VK, където VKе валентността на елемента.