Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

N ÜKLEER M ANYETIK R EZONANS S PEKTROSKOPISI Arş. Gör. İrfan Çapan.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "N ÜKLEER M ANYETIK R EZONANS S PEKTROSKOPISI Arş. Gör. İrfan Çapan."— Sunum transkripti:

1 N ÜKLEER M ANYETIK R EZONANS S PEKTROSKOPISI Arş. Gör. İrfan Çapan

2 İçerik NMR nedir? IR ile ne farkı var ? Hangi Çekirdeklerde Aktiftir? 1 H-NMR Spektroskopisi Çekirdeklerin Manyetik alandaki davranışları Piklerin Oluşumu Kimyasal Kayma Örnek Spektrumlar NMR spektrometresi

3 IR

4 Çekirdeklerin MHz (75m-0,33m) aralığındaki Radyo frekansı aralığındaki elektromanyetik ışınların absorpsiyonuyla dönme enerji seviyelerine uyarılmalarının ölçümüne dayanır. NMR spektroskopisi kovalent bileşiklerin yapılarının aydınlatılmasında kullanılır. Etil bromür CH 3 CH 2 -Br NMR

5  Atom çekirdeği ve elektronlar, atomu oluşturan yüklü taneciklerdir.  Elektronlar kendi eksenleri etrafında dönerler yani bir "spin" hareketi yaparlar. Atom çekirdeklerinin çoğu da spin hareketi yapar.  Elektronun ve en basit çekirdek yapıtaşları olan proton ve nötronun spin kuantum sayısı, I, veya spin değerleri 1/2 dir. + +

6 Proton ve nötron sayıları çift sayılı ise ( 4 He, 12 C, 16 0 çekirdeklerinde olduğu gibi) bu çekirdeklerin net spini yoktur( I=0). Proton ve nötron sayıları tek sayılı ise yani nötron ve proton sayılarının toplamı çift sayılı ise, çekirdeğin net spini tam sayılıdır. 2 H, 6 Li ve 14 N gibi çekirdeklerin net spini I =1 e, proton sayısı veya nötron sayısı tek sayılı ise spini yarımlı değer alır. Spini 1/2 olan 1 H, 13 C, 15 N, 19 F, 31 P, 57 Fe, spini 3/2 olan 7 Li, 11 B, 79 Br, 81 Br, 35 Cl, 37 CL, 23 Na, 53 Cr, 63 Cu, 61 Ni, spini 5/2 olan 55 Mn …

7

8 Yandaki şekilde spin kuantum sayısı I=1/2, (2I+1)=2 olan bir atomda çekirdeğe ait manyetik alanda iki tane enerji yarılması gözlenir. Bu şekilde ise spin kuantum sayısı I=1, (2I+1)=3 olan atomda çekirdeğe ait 3 adet enerji yarılması ve buna bağlı alınan spektrumda 3 pik gözlenir.

9 Manyetik alan yokken enerji farkı da yoktur. Nükleer Spin Halleri arasındaki Enerji Farkı + + EEEE  E ' Artan manyetik alan kuvveti

10 Manyetik Alan İçerisindeki Çekirdeklerin Davranışı

11

12  E ve Mıknatıs Kuvveti  E = h =  h B 0 2  Farklı enerji seviyeleri arasındaki fark manyetik alan şiddetiyle doğru orantılıdır. Jiromanyetik oran, , her çekirdek için sabit bir değerdir. (26,753 s -1 gauss -1 for H). 14,092 gauss manyetik alanda, bir protonun üst enerji seviyesine geçmesi için gerekli frekans 60 MHz dir.

13 Molekül üzerindeki protonlar farklı kimyasal çevreye sahip olduklarından farklı noktalarda sinyaller verirler. Atom manyetik alana maruz kaldığında, elektronlar uygulanan manyetik alan yönünde veya ters yönde hareket eder, çekirdek ise manyetik alana zıt yönlenir. Bu sebeplerden dolayı çekirdeğin hissettiği manyetik alan şiddeti H his : H 0 – ( . H 0 )  : perdeleme sabiti H sek Kimyasal Kayma

14 NMR grafiği ve Metil Alkol

15 Kimyasal Kayma,  (delta) ile ifade edilir. Kimyasal kayma  = Sinyalin frekansı-TMS nin frekansı(Hz).10 6 Spektrometrede kullanılan radyodalga frekansı(Hz)

16 CH 3 CH 2 OH CH 3 -CH 2 -O-H..

17 Spin – Spin Etkileşmesi Piklerin Yarılması Olayı  Çekirdeklerin spin enerji düzeyleri bu çekirdeklere komşu ve spini olan başka çekirdekler tarafından değişikliğe uğratılır.  Manyetik ve kimyasal çevre yönünden eşdeğer çekirdekler birbirinin NMR sinyallerini etkilemez.  Spin-spin etkileşmesi sonucu bir çekirdeğin NMR sinyali, I spin değerine sahip n tane komşu (en fazla 3 bağ uzaklıktaki) çekirdek tarafından (2n I + 1) kısma yarılır ve bu pik yarılmasına spin-spin yarılması denir.  Buradaki n değeri proton spinini etkileyen eşdeğer ve I = 1/2 spinine sahip çekirdeklerin sayısıdır.

18  H ler, komşu H sayılarının toplamının 1 fazlasına yarılır.  Bu spin-spin yarılmasının miktarı, J ile gösterilen ve birimi Hz olan spin-spin yarılma sabiti ile belirlenir.  Buna göre piklerin şiddet oranları aşağıda görülen Pascal üçgeninden bulunabilir

19 TMS Düşük alan Yüksek alan Sinyal Asetonun 1 H NMR spektrumu (CH 3 ) 4 Si Düşük alan Yüksek alan

20 Düşük Alan ; Elektronegatif atoma bağlı çekirdek perdelenmez. a b Yüksek Alan : Çekirdek perdelenir. a b 2 farklı sinyal / 2 tiphidrojen Metil Asetatın 1 H NMR spektrumu

21 Bazı Fonksiyonel Gruplara Bağlı Protonların Kimyasal Kayma Değerleri

22 Aromatik Protonlar,  7-  8

23 Vinil Protonları,  5-  6 H 2 C = CH 2

24 Asetilen Protonları,  2.5 HC ≡ CH

25 Aldehyde Proton,  9-  10 Elektronegatif Oksijen atomu

26 Karboksilik Asit Proton,  10+

27 Sinyal Sayısı Eşdeğer Protonlar aynı kimyasal kayma değerine sahiptirler

28 Sinyal Şiddetleri Pikin altında kalan alan, proton sayısını verir Bu integral yüksekliği olarak bilinir

29 Kaç tane Hidrojen var ? Kapalı formülü bilinen molekülün, integral yükseklikleri hesaplanarak hidrojen sayısı bulunabilir.

30 1,1,2-Tribrometan

31 İzopropil Grubu

32 Harcanan Süre Güvenilirlik Erime / Kaynama Noktası Erime / Kaynama Noktası NMR Organik Molekülün Karekterizasyonu İnfrared Spektroskopisi


"N ÜKLEER M ANYETIK R EZONANS S PEKTROSKOPISI Arş. Gör. İrfan Çapan." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları