This is not the document you are looking for? Use the search form below to find more!

Report home > Science

OC III Skript Kapitel 1-3

0.00 (0 votes)
Document Description
OC III Skript Kapitel 1-3
File Details
  • Added: June, 03rd 2011
  • Reads: 221
  • Downloads: 0
  • File size: 397.75kb
  • Pages: 27
  • Tags: ociii, skript, kapitel 123
  • content preview
Submitter
  • Name: Chu Edl
Embed Code:

Add New Comment




Related Documents

OC III - NMR-Spekroskopie

by: Chu Edl, 28 pages

OC III - NMR-Spekroskopie

The Effect of A Novel Food Supplement Containing a Mixture of Water Extracted Herbs and 1.3-1.6-Beta-Glucan on Body Composition and Weight in Females

by: shinta, 7 pages

The results from this placebo controlled clinical study in 28 middle age females with mild to moderate overweight (BMI ? 27.5 kg/m and with a waist circumference (WC? 90 cm) show during a ...

POWERCHIP - Digital Adrenaline For Your Suzuki Swift GTi 1.3

by: manualzon, 15 pages

Suzuki Powerchip reference manual for Suzuki Swift GTi 1.3 to enhance your driveability, improve power and torque

1/3" Sony CCD 420TVL Bullet Varifocal Lens Mini Camera

by: ninajob, 2 pages

1/3" Sony CCD 420TVL Bullet Varifocal Lens Mini Camera Price :$105.40 at www.eachdo.com

Record Player Strobe Discs - 33 1/3, 45, 78 rpm for 50 and 60Hz light source

by: Malcolm, 2 pages

Record Player Strobe Discs - 33 1/3, 45, 78 rpm for 50 and 60Hz light source.

jQuery 1.3 and jQuery UI

by: margaret, 24 pages

jQuery 1.3 and jQuery UI

Symfony 1.3 + Doctrine 1.2

by: wick, 103 pages

Symfony 1.3 + Doctrine 1.2

1.3 Clasificacion de los sistemas operativos.

by: tommy, 34 pages

1.3 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS DE LA FAMILIA WINDOWSINTRODUCCION A LA COMPUTACION1.3 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS DE LA FAMILIA WINDOWS

1.3. Elementos Economicos

by: diane, 3 pages

1.3. Elementos económicos. Hechos económicos , actos económicos y actividad económica La economía es parte de la vida de todas las personas. Esto ya que cada individuo puede ...

Bm 1.3 Organizational Objectives

by: christian, 29 pages

Business and Management : 1.3 Organizational Objectives Lesson 1 Pages 41-44 1. Focus Questions 1. What are some important organizational objectives? 2. ...

Content Preview
NMR-SPEKTROSKOPIE
1. P
hysikalische Grundlagen
1.1.
E
infuhrung
1946
zwei Arbeitsgruppen gelang der Nachweis von NMR-Signalen
1952
Block und Purcel: Nobelpreis fur Physik
1991
R.E. Ernst und ETH-Zurich: Nobelpreis fur Chemie
2D-NMR-Techniken
1.2.
K
erndrehimpuls und magnetisches Moment
Die meisten Kerne haben einen Kern- oder Eigendrehimpuls P. Der kugelformig
angenommene Atomkern rotiert um eine Kernachse.
P= I I 1
I:
Kernspinquantenzahl (0, 1/2, 1,
, 6)
I

nat. Haufigkeit
1H
1/2
26,75
99,98%
12C
0
/
98,90%
13C
1/2
6,73
1,11%
19F
1/2
25,18
100,00%
:
gyromagnetisches Verhaltnis
Magnetisches Moment :
=P= I I1
Kerne mit groem empfindlich
Kerne mit kleinem unempfindlich
1.3.
K
erne im statischen Magnetfeld
Kern mit Drehimpuls P und magnetischem Moment orientiert sich im statischen
Magnetfeld B0 im Raum so, dass seine Komponente in Feldrichtung Pz ein ganz- oder
halbzahliges Vielfaches von ist.
P =m
z
m:
magnetische Quantenzahl (I; I-1;
; 0;
; -I)
1H:
I = 1/2
m = 1/2; - 1/2
2H:
I = 1

m = 1; 0; -1
17O:
I = 5/2
m = 5/2; 3/2; 1/2; 0; - 1/2; -3/2; -5/2

(2I + 1) verschiedene Werte
1H:
2H:
1.3.1. M
agnetisches Moment in Feldrichtung
=P ;
P =
=
z

z
1.3.2. E
nergie der Kerne im Magnetfeld
Die Energie eines magnetischen Dipols in einem Magnetfeld der magetischen Flussdichte
B0 betragt:
E=- B =-B
z
0
0
Fur 1H- und 13C-Kerne (I = 1/2) erhalt man im Magnetfeld entsprechend der beiden -Werte
zwei Energiewerte:
= 1/2

z parallel zur Feldrichtung
= - 1/2

z antiparallel zur Feldrichtung

1H, 13C
2H
In der Quantenmechanik wird der Zustand m= 1/2 durch die Spinfunktion beschrieben,
m= - 1/2 mit .
Der Energieunterschied zweier benachbarter Energiewerte betragt:
E=B0
1.3.3. B
esetzung der Energieniveaus
Im thermischen Gleichgewicht gehen die 1H-Kerne eine Boltzmann-Verteilung ein.
Da die Energiedifferenz E=B0 im Vergleich zur mittleren thermischen Energie
sehr klein ist, wird der energiearmere Zustand nur ganz geringfugig starker besetzt.
- E
= k T
e b
N:
Zahl der Kerne im energiereicheren Niveau

N:
Zahl der Kerne im energiearmeren Niveau

1.4.
G
rundlagen des NMR-Experimentes
1.4.1. R
esonanzbedingung
Im NMR-Experiment werden Ubergange zwischen verschiendenen Energieniveaus durch
ein Zusatzfeld B1 der richtigen Energie (elektromagnetische Welle der richtigen Frequenz
1) induziert.
E=h1
1:
Resonanzfrequenz
Die Ubergange vom energiearmeren ins energiereichere Niveau entsprechen einer
Energieabsorption, umgekehrt einer Energieemission.
Wegen des Besetzungsuberschusses im energiearmeren Niveau uberwiegt die
Energieabsorption aus dem eingestrahlten Zusatzfeld B1. Dies wird als Signal gemessen,
wobei die Intensitat dem Besetzungsgrad N - N proportional ist und damit auch
proportional zur Konzentration in der Probe.
E=B =h
= B
0
1

1
2
0
1.4.2. C
W-Spektrometer (CW = continous wave)
*
Sender zur Erzeugung der Resonanzfrequenz
*
Empfanger zum Nachweis der NMR-Signale
Sender- und Empfangerspule sind senkrecht zueinander und senkrecht zur
Magnetfeldrichtung Z angeordnet.
Feld Sweep: Anderung der magnetischen Flussdichte bei konstanter Senderfrequenz
Frequenz Sweep: Anderung der Frequenz bei konstanter Flussdichte B0.
CW-Verfahren:
Messen der Spektren von empfindlichen Kernen wie 1H, 19F, 31P mit I = 1/2, groem
magnetischen Moment und hoher naturlicher Haufigkeit.
13C mit naturlicher Haufigkeit von 1,108% lasst sich nicht messen.
1.5.
I
mpulsverfahren

1.5.1. I mpuls
Durch einen Hochfrequenzimpuls werden gleichzeitig alle Kerne einer Sorte angeregt. Der
Hochfrequenzimpuls enthalt ein kontinuierliches Frequenzband.

t0:
Hochfrequenzgenerator eingestellt
t1:
Hochfrequenzgenerator abgestellt
p:
t, Groenordnung: m
1.5.2. K
lassische Beschrebung des Impuls-Experimentes
1.5.2.1.
Impulswinkel
Da N > N resultiert eine makroskopische Magnetisierung M0.
Der Impuls wirkt in x-Richtung auf die Substanzprobe. Dabei wird M in der zur
Einstrahlrichtung x senkrecht stehenden y,z-Ebene um den Winkel gedreht.
=B
i
p
:
Impulswinkel
:
gyromagnetisches Verhaltnis
Bi:
Amplitude der Frequenzkomponente
p:
Impulslange

90-Impuls
180-Impuls
Die Quermagentisierung My ist direkt nach einem 90-Impuls am groten, 0 fur = 0 und
= 180.
Quermagnetisierung ist entscheidend fur den Nachweis der NMR-Signale, denn die
Empfangerspule befindet sich in der y-Achse.
180-Impuls: Die Besetzungszahlen N und N haben sich gedreht.
Es befinden sich mehr Kerne im energiereicheren Niveau.
90-Impuls: Mz = 0 Die beiden Zeeman-Niveaus sind gleich besetzt.
Unter der Einwirkung des B1-Feldes prazidieren die einzelnen Kerndipole
nicht mehr statistisch gleichmaig verteilt auf der Oberflache des
Doppelkegels, sondern in kleiner Teil prazidiert in Phase.
Phasenkoharenz

1.5.2.2.
Relaxation
M0 beginnt wie die Einzelspins mit der Larmor-Frequenz L um die z-Achse zu prazidieren,
wobei seine Orientierung im Raum immer durch die drei mit der Zeit variierenden
Komponenten Mx, My und Mz festgelegt ist.
Durch die Relaxation kehrt das Spinsystem wieder in den Gleichgewichtszustand zuruck.
Dabei wachst Mz wieder auf M0 an und Mx und My gehen gegen Null.
*
Spin-Gitter-Relaxation (= longitudinale Relaxation)
Die beim Ubergang eines Kerns vom hoheren ins tiefere Niveau frei werdende Energie
kann in Form von Warme an die Umgebung (Gitter) abgegeben werden.
d M
M -M
z =-
z
0
d t
T 1
*
Spin-Spin-Relaxation (= transversale Relaxation)
Die transversale Magnetisierung Mx, My unterliegt durch die Wechselwirkung der
Kernmomente untereinander einer zeitlichen Anderung.
d M
M
d M
M
x =-
x
;
y =-
y
d t
T
d t
T
2
2

1.5.3. Z
eit und Frequenzdomane
Die im Empfanger registrierte Abnahme der Quermagnetisierung heit Freier
Induktionsabfall (Free Induction Decay FID)
.
Der FID, das Interferogramm, enthalt alle uns interessierende Resonanzfrequenzen,
Kopplungskonstanten und Intensitaten.
90 Mhz 1H-NMR-Spektrum von CH3I, 1 Impuls:
ZEITDOMANE
FREQUENZDOMANE
(Fourier-Transformation)
1.5.4. S
pektrenakkumulation
Meist ist die Intensitat eines einzelnen FID so schwach, dass die Signale nach der Fourier-
Transformation im Verhaltnis zum Rauschen sehr klein sind. Deshalb werden die FIDs
vieler Impulse aufsummiert, akkumuliert und erst danach transformiert. Beim Akkumulieren
mittelt sich das statistisch auftretende Rauschen zum Teil heraus, wahrend der Beitrag der
Signale stets positiv ist.
S :
S
S:
Signal
N:
Noise
NS:
Zahl der Scans
1.6.
S
pektrale Parameter
1.6.1. A
bschirmung
Kerne sind von Elektronen und anderen Atomen umgeben. Die Folge ist, dass in
diamagnetischen Molekulen das am Kernort wirkende Magnetfeld Beff stets kleiner ist als
das angelegte Magnetfeld B0.
Die Kerne sind abgeschirmt.
B =B -B =B 1-
eff
0
0
0
:
Abschirmungskonstante
-Werte sind Molekulkonstanten, die nicht vom Magnetfeld abhangen. Sie werden nur

durch die elektronische und magnetische Umgebung der benachbarten Kerne bestimmt.
Resonanzbedingung:
= B
= 1-B
1
2
0

1
2
0
1 ist proportional zur magnetischen Flussdichte B0 und dem Abschirmungsterm (1-).
Chemisch nicht aquivalente Kerne sind unterschiedlich abgeschirmt und liefern im
Spektrum getrennte Resonanzsignale Chemische Verschiebung.

1.6.2. R
eferenzsubstanz und -Skala
TMS = Tetramethylsilan
= 0
CDH
1
3
H
= 7,24
13C
= 77,0
Verwendung eines relativen Mastabes. Man misst die Frequenzdifferenz zwischen den
Resonanzsignalen der Substanz und einer Referenzverbindung.
ist abhangig von B0. Deshalb definiert man eine dimensionslose Groe , die chemische
Verschiebung.
Den Faktor 106 fuhrt man zur Vereinfachung der Zahlenwerte ein und gibt -Werte in ppm
an.

=
90 Mhz-Spektrum
Messfrequenz
TMS:
= 90.000.000 Hz
CH3Br
= 90.000.237 Hz

-
=
Subst.
Ref.
=2,63106
Messfrequenz
(CH3Br) = 2,63 ppm

2.
C
hemische Verschiebung
2.1.
B
eeinflussung der chemischen Verschiebung
2.1.1. E
influss der Ladungsdichte auf die Abschirmung
Annahme, dass das Magnetfeld B0 in der Elektronenhulle einen Elektronenstrom induziert.
Dadurch wird am Kernort ein Gegenfeld erzeugt, das B0 abschwacht.
Bei Kernen mit kugelsymmetrischer Ladungsverteilung (z.B. H-Atom) wird dieser Beitrag
als diamagnetischer Abschirmungsterm dia bezeichnet.
Der paramagnetische Abschirmungsterm para berucksichtigt die nicht kugelsymmetrische
Ladungsverteilung.
1


para
E: Energieunterschied zwischen HOMO und LUMO
E
Fur das H-Atom, auch wenn es gebunden ist, ist E sehr gro.
para hat in der 1H-NMR-Spektroskopie eine untergeordnete Bedeutung.
Fur 13C gibt es niedrig liegende angeregte Zustande, sodass E klein ist und para zu
einem entscheidenden Faktor wird. para ist nie groer als dia.
=
dia
para
2.1.2. N
achbargruppeneffekte
N:
Magnetische Anisotropie von Nachbargruppen
R:
Ringstromeffekt bei Aromaten
e:
Elektrischer Effekt
i:
Intermolekulare Wechselwirkungen
=

dia
para
R
e
i
In der 1H-NMR-Spektroskopie besitzt N + R groe Bedeutung.
2.1.2.1.
Magnetische Anisotropie von Nachbargruppen
Chemische Bindungen sind im Allgemeinen magnetisch anisotrop. Sie besitzen bzgl. der 3
Raumrichtungen unterschiedliche Suszeptibilitaten.
Erklarung Suszeptibilitat :
M =H
M:
Magnetisierung
H:
Feldstarke
Die Magnetisierung M ist der erregenden Feldstarke H streng proportional.
Theoretisch einfach sind die Verhaltnisse fur Gruppen mit axialsymmetrischen
Ladungsverteilung zu behandeln. Es gibt zwei Suszeptibilitaten 1 und 2, die eine
senkrecht, die andere parallel zur Bindungsachse.

Download
OC III Skript Kapitel 1-3

 

 

Your download will begin in a moment.
If it doesn't, click here to try again.

Share OC III Skript Kapitel 1-3 to:

Insert your wordpress URL:

example:

http://myblog.wordpress.com/
or
http://myblog.com/

Share OC III Skript Kapitel 1-3 as:

From:

To:

Share OC III Skript Kapitel 1-3.

Enter two words as shown below. If you cannot read the words, click the refresh icon.

loading

Share OC III Skript Kapitel 1-3 as:

Copy html code above and paste to your web page.

loading