مطيافية الرنين المغناطيسي النووي – طيفا ¹H و¹³C والتكامل وقاعدة الانقسام n + 1
الكيمياءالكيمياء العضوية16–17 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلاختر واحدًا من 23 جزيئًا عضويًا صغيرًا، وشاهد طيف ¹H NMR التخطيطي له (الإزاحة الكيميائية بالنسبة إلى TMS، ومنحنى التكامل، والانقسام وفق قاعدة n + 1، وتكبير كل قمة) وطيف ¹³C NMR (عدد بيئات الكربون). قارن بين المذيب CDCl₃ والمذيب CHCl₃، وأجرِ رجًّا مع D₂O لتحديد بروتونات O–H وN–H، وغيّر تردد جهاز المطياف، ثم تعرّف مركبات مجهولة من أطيافها، ومنها مسائل مركبة تجمع أطياف IR والكتلة.
الدرس: مطيافية الرنين المغناطيسي النووي وتحديد البنية
ماذا تعرض
في مجال مغناطيسي قوي تمتص نوى ¹H و¹³C موجات راديوية بترددات تعتمد على بيئتها الكيميائية. تبيّن الإزاحة الكيميائية δ، مقيسة بوحدة ppm بالنسبة إلى TMS، الذرات التي ترتبط بها الذرة، لذا يدل عدد القمم على عدد البيئات. وفي طيف ¹H تتناسب المساحة تحت كل قمة (التكامل) مع عدد ذرات H، وتنقسم القمة إلى n + 1 خطًا بفعل n من ذرات H المتكافئة على ذرات الكربون المجاورة. الأطياف هنا تخطيطية، مبنية على إزاحات نموذجية من جداول البيانات، مع انقسام بسيط من الرتبة الأولى.
طريقة الاستخدام
في شاشة «طيف ¹H NMR» اختر «الجزيء» واضغط قمة أو صفًا في الجدول لتكبيرها وقراءة J. غيّر «المطياف»، وشغّل «منحنى التكامل» أو أطفئه، وفعّل «الرج مع D₂O»، وبدّل «المذيب» إلى CHCl₃. تحصي شاشة «طيف ¹³C NMR» بيئات الكربون. وفي «تعرّف المركب المجهول» و«مسألة مركبة IR + MS + NMR» اقرأ الأطياف، واضغط أحد المركبات المقترحة، ثم استخدم «المجهول التالي».
المعاملات القابلة للتغيير
- الشاشة طيف ¹H NMR, طيف ¹³C NMR, تعرّف المركب المجهول, مسألة مركبة IR + MS + NMR
- الجزيء الإيثانول, ميثوكسي ميثان (ثنائي ميثيل الإيثر), حمض الإيثانويك (حمض الأسيتيك), ميثانوات الميثيل (فورمات الميثيل), بروبان-1-أول, بروبان-2-أول, ميثوكسي إيثان, البروبانال, البروبانون (الأسيتون), البيوتانون, البيوتانال, 2-ميثيل بروبانال, إيثانوات الإيثيل (أسيتات الإيثيل), بروبانوات الميثيل, حمض البيوتانويك, 1-برومو بروبان, 2-برومو بروبان, بروبان-1-أمين, بروبان-2-أمين, N,N-ثنائي ميثيل ميثان أمين (ثلاثي ميثيل الأمين), إيثيل البنزين, 1,4-ثنائي ميثيل البنزين (بارا-زايلين), 1,2-ثنائي ميثيل البنزين (أورثو-زايلين)
- تردد جهاز المطياف 60 MHz, 100 MHz, 400 MHz
- المذيب CDCl₃ (مدترَت), CHCl₃ (غير مدترَت)
- الرج مع D₂O
- إظهار منحنى التكامل
أسئلة للاستكشاف
- لماذا تكون قمة CH₂ في الإيثانول رباعية بينما تكون قمة CH₃ ثلاثية؟
- كيف يميّز طيف ¹³C NMR وحده بين بروبان-1-أول وبروبان-2-أول؟
- ماذا يحدث لطيف ¹H لحمض البيوتانويك بعد الرج مع D₂O، ولماذا؟
