Идентификация и структурно-групповой анализ.

Каждому веществу присущ свойственный только ему набор полос и не существует двух веществ, которые имели бы одинаковые колебательные спектры. Любые колебания в многоатомной молекуле можно разделить на скелетные, в которых все атомы «скелета» участвуют примерно в одинаковой степени, и колебания характеристических групп, при которых сильные смещения испытывает лишь какая-то небольшая часть молекулы. Частоты скелетных колебаний обычно приходятся на область 1400-700 см-1 и характерны для линейных и разветвлено-цепных структур в молекуле. В эту область попадают полосы, отвечающие колебаниям одинарных связей С-С, С-N, C-O. Такие полосы в литературе называют «отпечатками пальцев», т.к только по их присутствию в спектре могут быть «узнаны» молекула и ее структурная часть. Частоты колебаний характеристических групп мало зависят от строения молекулы в целом и в основном приходятся на области частот, расположенных заметно выше или заметно ниже частот скелетных колебаний. Характеристические частоты поглощения различных групп атомов представлены в справочных таблицах (Казицына, Куплетская). Из данных таблицы видно, что все нормальные углеводороды харак-ся наличием ряда полос в интервале 2800-3100 см-1, кот. Связаны с валентными колебаниями связей C-H в группах CH, CH2, CH3. Характеристическими полосами поглощения обладают также группировки:

 

Следовательно, используя данные о характеристичности в совокупности с данными элементного анализа и другими химическими данными, можно определить структуру соединения. Для расшифровки спектра необходимо сделать наиболее полное отнесение полос поглощения к определенным атомным группировкам, составляющим остов молекулы, пользуясь таблицами характеристических частот. Приведем пример хода рассуждений при анализе инфракрасных спектров органических соединений. Например соединение имеет эмпирическую формулу: C8H8O

 

В настоящее время имеются атласы ИК-спектров для различных классов соединений. Идентификация неизвестного вещества заключается в сопоставлении его спектра с эталонным, приведенным в атласе. Информационно-поисковые системы, созданные на базе современной ЭВ технике, помогают отыскать нужный спектр в атласе.

Лекция № 6.