Microsoft PowerPoint - IR-Raman1 [Compatibility Mode]

Транскрипт

1 Spektar elektromagnetnoga t zračenja E(kJ/mol) ,cm X UV zrake zrake prijelazi elektrona IR mikrovalovi radiovalovi vibracije rotacije prijelazi spinova cm ultraljubičasto vidljivo blisko srednje daleko 200 nm 400 nm 800 plavo crveno

2 Vibracijska spektroskopija Infracrvena spektroskopija (IR) Apsorpcija, promjena dipolnog momenta Srednji IR: temeljne ili osnovne vibracije Bliski IR: gornji tonovi, složene (kombinirane) vibracije Ramanova spektroskopija Neelastično raspršenje, promjena polarizabilnosti Ramanov spektar: temeljne ili osnovne vibracije

3 IR SPEKTROSKOPIJA /Hz

4

5 HARMONIČNI OSCILATOR Klasično: Hookeov zakon NEHARMONIČNI OSCILATOR Kvantno-mehanički: harmonični oscilator neharmonični oscilator

6 IR SPEKTROSKOPIJA područje: = cm -1 = 0, m podjela: blizo (NIR) srednje (2,5-50 m; cm -1 )(MIR) daleko (FIR) Hookeov zakon: F = -ky ν 1 2ΠΠ k μ ν 1 2Πc k μ μ m1m 2 m m 1 2 konstanta sile veze: jednostruke: 5x10 2 N/m dvostruke: 1x10 3 N/m trostruke: t 1,5x N/m

7

8

9 vibracije: rastezanje svijanje broj vibracija: ij linearne molekule: 3N-5 nelinearne molekule: 3N-6 uvjet IR-aktivnosti: promjena dipolnog momenta

10

11

12

13 funkcijske skupine heksan-2-on: (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 COCH 3 ) heksan-3-on: (CH 3 CH 2 CH 2 COCH 2 CH 3 ) otapalo

14 Koncept skupinskih vibracija -karakteristične kt tič vibracije ij u IR spektru

15 Strižna vibracija klaćenje uvijanje zibanje

16

17 Ramanova spektroskopija / r 0

18

19 Zašto NIR-Raman? Ar 488 nm He-Ne 632 nm Diodni laseri 782 i 830 nm Nd-YAG laser 1064 nm

20 Najčešće vrste Ramanove spektroskopije k FT Ramanova spektroskopija Disperzna Ramanova spektroskopija Rezonantna Ramanova spektroskopija Površinski pojačana Ranmanova spektroskopija (SERS-Surface enhanced Raman spectroscopy) py) Površinski pojačana rezonantna Ranmanova spektroskopija (SERRS) Nelinearna Ramanova spektroskopija- CARS (koherentna anti-stokesova ramanova spektroskopija) Ramanova optička aktivnost (ROA)

21 Pravilo isključenja j

22

23 Uzorak: kompleks bakra Komplementarne informacije

24

25

26

27

28 Primjena IR spektroskopije NIR : Kvantitativna analiza uzoraka u industriji iji (udio vode, fenola, alkohola...) i analiza plinovitih smjesa MID-IR IR : Kvalitativna analiza čvrstih, tekućih i plinovitih uzoraka Kvantitativna analiza U sprezi s kromatografijom, LC-IR, analiza smjese spojeva FAR-IR : Kvalitativna analiza anorganskih spojeva i organometalnih Kvalitativna analiza anorganskih spojeva i organometalnih spojeva

29 Pi Primjena Ramanove spektroskopije k Kvalitativna i kvantitativna analiza uzoraka u vodenoj otopini Analiza anorganskih spojeva: veze metal-ligand ( cm -1 ), koordinacijski spojevi ((halogenidni i oksikompleksi s metalima, npr. VO 3-4, Al(OH) 4- )) Analiza organskih spojeva: olefini, cikloalkani (veličina prstena) Analiza bioloških uzoraka

30 alkani

31

32 alkeni

33 alkini

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45 laktoni

46

47

48 Vodikova veza opći izraz D H A, privlačna je interakcija između proton-donorske skupine D H i proton-akceptorske skupine A, D atom elektronegativniji od vodika, a A skupina sadrži nevezni elektronski par elektronegativnog atoma (σ-elektron-donor) ili π-orbitalu nezasićenog sustava. Donori Akceptori Vodikove veze C H, P H, S H, Se H O H, =N H, P O H [=O H] +, [ N H] + C Hal:, =S:, =Se:, -veza =O:, N:, P=O: [Hal], [ O], [P O] C H O O H O= [H 2 O H OH 2 ] + C H N C/O/N H Hal C C/O/N H -veza N H O= O H N N H N O H O H O=C C=C OH O=C C=C N(R)H [ N H N ] + [F H F] [RCOO H OOCR] [O 3 SO H OSO 3 ] R 3 N + H OOCR O=C C=C OH O=C C=C N(R)H C=C St kt dik ih ) i t ič li b) i t ič li ) Strukture vodikovih veza: a) asimetrična linearna, b) simetrična linearna, c) svijena, d) asimetrična bifurkatna, e) simetrična bifurkatna, f) trifurkatna

49 Vodikova veza D H A Obilježja j veze Slaba Umjereno jaka Jaka Tip interakcije elektrostatska elektrostatsko-kovalentna pretežno kovalentna Duljine veza d(d H) << d(h A) d(d H) < d(h A) d(d H) d(h A) d(h A) / Å 3,2 2,2 2,2 1,5 1,5 1,2 d(d A) / Å 4,0 3,2 3,2 2,5 2,5 2,2 Kut D H A / Smanjenje d(h A) u odnosu na sumu van der Waalsovih radijusa atoma H i A / % < Energija / kcal mol 1 < Relativno smanjenje IR (D H) / % < H (DH) / ppm <

50 Kvalitativna krivulja potencijalne energije asimetrična krivulja s jednostrukim minimumom i visokom energijskom barijerom asimetrična krivulja s dvostrukim minimumom i srednje visokom energijskom barijerom simetrična krivulja s dvostrukim minimumom i niskom energijskom barijerom ili simetrična krivulja s jednostrukim minimumom

51 Načini vibriranja sustava D H A. IR područje / cm 1 Način vibracije Opis vibracije D H A s D H istezanje D H A D H svijanje u b ravnini ± svijanje izvan D H A t ravnine D H A σ H D istezanje < 200 D H A, H D svijanje

52 Vodikove veze fenoksietanol

53 1-okten O O CH 3 O CH 3 O

54 2-penten 1,3-cikloheksa dien O O H 3 C CH 3