ЯМР негізінің әдісі

Интенсивтігі жоғары шың дублетті береді, интенсивтігі төмен шың – квадру- плетті береді. -ядролардың сигналы спектрде жоқ, себебі оларда I=0. Сон- дықтан спин-спинді бөліну де, сызықтардың салыстырмалы интенсивтіктері де P4S3 те фосфор атомдарының екі тобы бар екенін көрсетеді: біреуінде үш эквивалентті атом, басқасында - бір атом. Осы себептен P4H8 молекуласы үшін 35-суретте келтірілген құрылым қабылданған.

ЯМР әдісінің көмегімен молекулалардың екі (немесе бірнеше) күйі немесе түрі арасындағы алмасу кинетикасын зерттеуге болады. Егер әр түрлерінің әдісінің сипаттаушы уақытынан үлкен байқалады. Ең қарапайым екі позициялық А В алмасулар үшін температура өскен кезде ( мен кемуімен) ЯМР сигналдарының формасы өзгереді (36-сурет). Мұндағы А мен В - өмір сүру уақыттары мен болатын ядроларының алмасуларының жағдайы әр түрлі болатын молекулалардың формалары.

Ішкі молекулалық өзгерістердің басқа (баяулатқан ішкі айналу, таутомерия, циклдерінің инверсиясы, конформациялардың өзгеруі т.б.), молекула аралық алмасу реакцияларды да, басқа да тепе-теңдік химиялық реакцияларды да (протонды алмасудың әр түрлі, лигандты алмасу, иондардың рекомбинациясы т.б.) зерттеуге болады. Мысал ретінде, 37-суретте сірке қышқылының су ерітіндісіндегі протондық алмасуы келтірілген. Алмасуда сызықтардың арасындағы химиялық ығысу мен әрбір сызықтың ені өзгеретіні көрініп тұр. Осы параметрлердің өзгеруінен алмасу жылдамдығы жөнінде сөз етуге және тепе-тендік түрақтыларын табуға болады.

Қос радикалдардың аралық түзілуімен өтетін химиялық реакция ядролардың химиялық поляризация құбылысы арқылы зерттеледі. Құбылыстың маңызы - қос радикалдардың құраушылары соңғы өнімдерге айналғанда, осы өнімдердің ЯМР-спектрлері түзілуден кейінгі алғашқы уақытта поляризацияланған болып шығады, яғни сигналдарының интенсивтіктері жоғарылау (жұту) немесе сигналдары теріс шығару. Олар бірте-бірте кәдімгі сигналдарға ауысады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды:

Магнит резонансты әдістер көмегімен зат және сәуленің магнит компонентасының әрекеттесуін зерттейді. Оларға радиоспектроскопияның екі әдісі жатады - ядролық магниттік резонанас (ЯМР) және электрондық магниттік резонанас (ЭПР). Осындай спектрлердегі ауысуларға сәйкес келетін энергия айырымы өте кіші (жиіліктері 40 МГц-тен 10000 МГц-ке дейінгі радиодиапазонында жатады) Демек, бұл әдістердің айыру қабілеті және сипаттаушы уақыттары жоғары, бірақ сезімталдықтары төмен. Бұдан баска, әрекеттесулерге катысатын энергия деңгейлері меншікті емес, себебі олар тек сыртқы магнит өрісінде пайда болады, бұл деңгейлер бөлшектердің химиялық құрылысына тәуелді.

Магнит резонанасты әдістердің физикалық негіздерін тұрақты магнит моменті бар бөлшектер (атомдар, молекулалар, иондар) кіретін жүйемен айнымалы электромагнит өрісінің энергиясын резонанасты жұту құрайды. Мүндай бөлшектер парамагнитті бөлшектер деп аталады. Эффект жүйенің сыртқы магнит өрісіндегі энергия деңгейлерінің азғындауы жойылғандықтан болатын бөлшектердің магнит моменттерінің кеңістікте әртүрлі бағытталу нәтижесінде байқалады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          

                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

1.1 Мансұров.З.А.,Колесников Б.Я. Химиядағы физикалық зерттеу әдістері: 3-бас.-Алматы: Қазақ университеті, 2006. – 98-116 бет  

1.2 Құлжанов.Қ.С Аналитикалық  химия Алматы: “Білім”. 1994 – 272 бет      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнит резонансты әдістер көмегімен зат және сәуленің магнит компонентасының әрекеттесуін зерттейді. Оларға радиоспектроскопияның екі әдісі жатады - ядролық магниттік резонанас (ЯМР) және электрондық магниттік резонанас (ЭПР). Осындай спектрлердегі ауысуларға сәйкес келетін энергия айырымы өте кіші (жиіліктері 40 МГц-тен 10000 МГц-ке дейінгі радиодиапазонында жатады) Демек, бұл әдістердің айыру қабілеті және сипаттаушы уақыттары жоғары, бірақ сезімталдықтары төмен. Бұдан баска, әрекеттесулерге катысатын энергия деңгейлері меншікті емес, себебі олар тек сыртқы магнит өрісінде пайда болады, бұл деңгейлер бөлшектердің химиялық құрылысына тәуелді.

Магнит резонанасты әдістердің физикалық негіздерін тұрақты магнит моменті бар бөлшектер (атомдар, молекулалар, иондар) кіретін жүйемен айнымалы электромагнит өрісінің энергиясын резонанасты жұту құрайды. Мүндай бөлшектер парамагнитті бөлшектер деп аталады. Эффект жүйенің сыртқы магнит өрісіндегі энергия деңгейлерінің азғындауы жойылғандықтан болатын бөлшектердің магнит моменттерінің кеңістікте әртүрлі бағытталу нәтижесінде байқалады. Бөлінген деңгейлер арасында (Зееман деңгейлері) жұтудан пайда болатын ауысулар басталады.

Егер ауысулар атом ядроларының магнит моменттерімен байланысты деңгейлер арасында жүретін болса, құбылыс ЯМР деп аталады. Ауысулар электрондардың магнит моменттерінің әр түрлі бағытталуымен байланысты деңгейлеріне негізделген болса, құбылыс ЭПР деп аталады.

Электрондардың магнит моменттері ядролардікінен бірнеше ондық ретке үлкен, осы себептен ЭПР сигналы ЯМР сигналынан интенсивті. Бірақ атомдардың электрон қабықшаларының толықтырылған жагдайында электрондардың магниттік және механикалык моменттері компенсацияланады. Демек, электрондардың магнит моменттерімен байланысты резонанасты құбылыстар тек жұптаспаған электрондары бар бөлшектерде байқалуы мүмкін.

Магниттік резонанс — зат бөлшектерінің (электрондардың, атом ядроларының) магниттік моменттері бағдарларының өзгеруіне байланысты заттың белгілі бір жиіліктегі электрмагниттік толқындарды таңдап жұтуы. Магниттік моменті бар бөлшектің энергетикалық деңгейлері сыртқы магнит өрісінде (Н) магниттік қосалқы деңгейлерге жіктеледі; олардың әрқайсысына магнит өрісіне (Н) қатысты магнит моменттің белгілі бір бағдары сәйкес келеді (Зееман эффектісі). Резонанстық жиіліктегі электр-магниттік өріс қосалқы магнит деңгейлер арасында кванттық ауысу туғызады.

Спектроскопия– физиканың электрмагниттік сәуле шығару спектрлерін зерттейтін саласы. Спектроскопия әдістері бойынша атом, молекула энергия деңгейлерін және олардан құралған макроскопиялық жүйелерді, энергия деңгейлерінің арасындағы кванттық ауысуларды анықтайды. Спектроскопияның негізгі қолданылатын маңызды салалары – спектрлік талдау және астрофизика. Спектроскопияның негізгі даму кезеңдері – 19 ғасырдың басында Күн спектріндегі жұтылу сызықтарын ашу мен зерттеу, шығару және жұтылу спектрлеріндегі байланыс орнату (Г.Р. Кирхгоф, 1859) мен оның негізінде спектрлік талдаудың пайда болуымен басталды. Спектроскопия көмегімен ең алғаш астрономиялық нысандардың – Күн, жұлдыз, тұмандықтардың құрамы анықталды. 19 ғасырдың 2-жартысы – 20 ғасырдың бас кезінде спектроскопия эмпириялық ғылым ретінде дами берді, орасан зор тәжірибелік материал жинақталды, спектрлік сызықтар мен жолақтардың орналасу заңдылықтары ашылды. 1913 жылы Н.Бор бұл заңдылықтарды кванттық теория негізінде түсіндірді. Спектроскопия әр түрлі белгілеріне байланысты жеке салаларға бөлінеді. Электрмагниттік толқындардың ұзындық (немесе жиілік) диапазоны бойынша спектроскопия: радиоспектроскопия, субмиллиметрлік, қысқа толқынды, оптикалық, ультракүлгін, рентгендік болып бөлінеді.

Егер элетр-магниттік энергияны жұту процесі ядролар арқылы жүзеге асса, онда Магниттік резонанс ядролық магниттік резонанс (ЯМР) деп аталады. Парамагнит атомындағы қосарланбаған электрондардың магнит моменті нәтижесінде пайда болатын Магниттік резонансты электрондық парамагниттік резонанс (ЭПР) деп атайды. Магнит реттелген заттардағы электрондық Магниттік резонанс ферромагнит және антиферромагнит Магниттік резонанс деп аталады. Әдетте, қолданылатын магнит өрістерде (~103—104) ЯМР-дың жиіліктері қысқа радиотолқындар диапазонына (106–107Гц), ал ЭПР жиіліктері аса жоғары жиілік диапазонына (109 — 1010Гц) орналасады. Магниттік резонанстың спектрлері затта әсер ететін әр түрлі ішкі өрістерге сезімтал келеді. Сондықтан Магниттік резонанс қатты денелердің және сұйықтықтардың құрылымын, атом және молекулалық динамиканы, т.б. зерттеу үшін қолданылады.