Химия - Органическая химия - Определение структуры органических соединений

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Органическая химия
2. История
3. Классификация органических соединений
4. Строение органических молекул
5. Особенности органических реакций
6. Определение структуры органических соединений

За все время существования органической химии как науки важной задачей было определить структуру органических соединений. Это значит узнать, какие атомы входят в состав соединения, в каком порядке эти атомы связаны между собой и как расположены в пространстве.

Существует несколько методов решения этих задач.

• Элементный анализ. Заключается в том, что вещество разлагается на более простые молекулы, по количеству которых можно определить количество атомов, входящее в состав соединения. С помощью этого метода невозможно установить порядок связей между атомами. Часто используется лишь для подтверждения предположенной структуры.

• Инфракрасная спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния. Вещество взаимодействует с электромагнитным излучением инфракрасного диапазона. Этот свет при поглощении возбуждает колебательные и вращательные уровни молекул. Опорными данными являются число, частота и интенсивность колебаний молекулы, связанных с изменением дипольного момента или поляризуемости. Методы позволяют установить наличие определённых функциональных групп в молекуле. Часто используются и для того чтобы подтвердить идентичность исследуемого вещества с некоторым уже известным веществом путём сравнения спектров.

• Масс-спектроскопия. Вещество при определённых условиях превращают в ионы без потери атомов и с потерей. Позволяет определить молекулярный вес и иногда позволяет установить наличие различных функциональных групп.

• Метод ядерного магнитного резонанса. Основан на взаимодействии ядер, обладающих собственным магнитным моментом и помещённых во внешнее постоянное магнитное поле, с электромагнитным излучением радиочастотного диапазона. Один из главных методов, который может быть использован для определения химической структуры. Метод используют также для изучения пространственного строения молекул, динамики молекул. В зависимости от ядер, взаимодействующих с излучением различают, например:

• • Метод протонного магнитного резонанса. Позволяет определить положение атомов водорода H в молекуле.
  • Метод ЯМР F. Позволяет определить наличие и положение атомов фтора в молекуле.
  • Метод ЯМР P. Позволяет определить наличие, положение и валентное состояние атомов фосфора в молекуле.
  • Метод ЯМР С. Позволяет определить число и типы атомов углерода в молекуле. Используется для исследования формы углеродного скелета молекулы.

В отличие от первых трёх в последнем методе используется неосновной изотоп элемента, поскольку ядро основного изотопа углерода — С имеет нулевой спин и не может наблюдаться методом ядерного магнитного резонанса, так же как и ядро O — единственного природного изотопа кислорода.

• Метод ультрафиолетовой спектроскопии или Спектроскопия электронных переходов. Метод основан на поглощении электромагнитного излучения ультрафиолетовой и видимой области спектра при переходе электронов в молекуле с верхних заполненных уровней на вакантные уровни. Чаще всего используется для определения наличия и характеристик коньюгированных π-систем.

• Методы аналитической химии. Позволяют определить наличие некоторых функциональных групп по специфическим химическим реакциям, факт протекания которых можно фиксировать визуально или с помощью других методов.

• Рентгеноструктурный анализ.

Описанных выше методов, как правило, полностью хватает для определения структуры неизвестного вещества.

Просмотров: 8647

<<< Нефтехимия

Пищевая химия >>>