Классификация органических соединений — реферат

По числу аминогрупп в молекуле амины делят на моноамины СH3 – NН2, диамины H2N(СH2)2NН2, триамины и т.д.
Простыми эфирами называют органические вещества, молекулы которых состоят из углеводородных радикалов, соединенных атомом кислорода: R–O–R', где R и R' – различные или одинаковые радикалы.
Галогенпроизводные — химические соединения, имеющие в своём составе функциональные группы (одну или несколько), образованные атомами галогенов (F, Cl, Br, I).
Нитросоединения (С-нитросоединения), содержат в молекуле одну или несколько нитрогрупп NO2 - , непосредственно связанных с атомом углерода
Основные классы органических соединений Функциональная группа
Карбоновые кислоты - СООН
Альдегиды - СНО
Кетоны С = О
Спирты, фенолы - ОН
Амины -NH2
Простые эфиры -OR
Галогенпроизводные -Hal
Нитросоединения -NO2


4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Протонный магнитный резонанс (ПМР): химический сдвиг, спин-спиновое расщепление.
Спектроскопия ядерного магнитного резонанса – вид спектроскопии, которая регистрирует переходы между магнитными энергетическими уровнями атомных ядер, вызываемые радиочастотным излучением. Только ядра со спиновым квантовым числом I, отличным от «0», могут вызывать сигнал ЯМР, или быть активными в ЯМР.
В сущности, эксперимент ЯМР состоит в том, чтобы сообщить энергию ядру и перевести его с одного энергетического уровня на другой, более высокий уровень. Поскольку точное значение ΔЕ зависит от молекулярного окружения возбуждаемого ядра, имеется возможность связать величину ΔЕ со строением молекулы и в конечном итоге определить структуру всей молекулы.
К сказанному следует добавить следующее: сигналы в спектрах ЯМР могут давать только ядра атомов, обладающих нечетным спиновым числом.
Таким образом, наиболее распространенные изотопы углерода 12С, кислорода 16О и многие другие, например, дейтерий, являясь немагнитными, не регистрируются в ЯМР-спектрах.
Из ядер атомов, наиболее часто встречающихся в органических соединениях, магнитным моментом обладают изотопы 1Н, 13С, 19F, 31P, 15N, 17O.
Протонный магнитный резонанс (ПМР) — аналитический метод в органической химии, использующийся для определения структуры молекул. Является подвидом ядерного магнитого резонанса на ядрах 1Н.
Условием для применения ЯМР является наличие у ядра атома спинового момента, который вызывает магнитные взаимодействия ядра с внешним магнитным полем, взаимодействие ядер между собой, а также взаимодействие электронной оболочки одного атома с электронами всей молекулы. Положение и микроструктура резонансных линий, таким образом, напрямую зависят от химического окружения ядра атома. Поскольку протоны обладают спином, а водород присутствует почти во всех органических соединениях, протонный магнитный резонанс используется, как правило, для установления структуры органических молекул.
Химический сдвиг в ЯМР — смещение сигнала ЯМР в зависимости от химического состава вещества, обусловленное экранированием внешнего магнитного поля электронами атомов. При появлении внешнего магнитного поля возникает диамагнитный момент атомов, обусловленный орбитальным движением электронов. Это движение электронов образует эффективные токи и, следовательно, создает вторичное магнитное поле, пропорциональное в соответствии с правилом Ленца внешнему магнитному полю и противоположно направленное. Данное вторичное поле накладывается на внешнее магнитное поле вблизи ядра и в результате локальное магнитное поле в том месте, где находится атомное ядро, уменьшается. Величина относительного уменьшения магнитного поля изменяется от у протона до у тяжёлых ядер. В результате расстояние между уровнями ядерной магнитной энергии уменьшается.
Наиболее полезную информацию для определения структуры в одномерном ЯМР-спектре даёт так называемое спин-спиновое взаимодействие между активными ЯМР ядрами. Спин-спиновое взаимодействие - магнитное взаимодействие между спиновыми магнитными моментами электронов, атомных ядер, парамагнитных атомов и ионов. Энергия спин-спинового взаимодействия зависит от взаимной ориентации спинов этих частиц. Благодаря своей релятивистской природе спин-спиновое взаимодействие, как правило, значительно слабее др. взаимодействий (электростатических, обменных и др.), определяющих структуру энергетических уровней атомных и молекулярных систем. Поэтому спин-спиновое взаимодействие определяет обычно лишь малое расщепление или уширение спектральных линий. В простейших случаях величина спин-спинового взаимодействия определяется диполь-дипольным взаимодействием спиновых магнитных моментов частиц.
Электрон-электронное спин-спиновое взаимодействие в свободных атомах и ионах приводит лишь к малому сдвигу энергетических уровней, не вызывая их расщепления. В молекулах, где центральная симметрия нарушена, такие расщепления возникают и дают вклад в мультиплетную тонкую структуру спектров. Аналогичный эффект возникает и при понижении симметрии во внутрикристаллическом поле твёрдого тела.
Электронно-ядерное спин-спиновое взаимодействие между орбитальными электронами атома (иона, молекулы) и обладающим спином ядром атома приводит к сверхтонкой структуре спектров, обусловленной зависимостью энергии атома от ориентации ядерного спина в магнитном поле, созданном суммарным спином электронов. Аналогичная сверхтонкая структура наблюдается и в спектрах электронного парамагнитного резонанса, где она обусловлена спин-спиновым взаимодействием неспаренных электронов парамагнитных центров как с их собственными ядрами, так и с ядрами ближайших соседей (суперсверхтонкая структура).

Комментарии: