المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10631 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
{فازلهما الشيطان عنها فاخرجهما مما كانا فيه}
2024-07-06
آدم والنهي عن الشجرة
2024-07-06
سجود الملائكة واعراض ابليس
2024-07-06
من آداب عصر الغيبة: الاستغاثة به
2024-07-06
من آداب عصر الغيبة: التبرؤ من أعدائه
2024-07-06
من آداب عصر الغيبة: إحياء أمره بين الناس
2024-07-06

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

The Relation of NMR to Other Kinds of Spectroscopy  
  
1377   07:58 مساءً   date: 11-1-2022
Author : John D. Roberts and Marjorie C. Caserio
Book or Source : Basic Principles of Organic Chemistry : LibreTexts project
Page and Part : ........

The Relation of NMR to Other Kinds of Spectroscopy

Nuclear magnetic resonance spectroscopy involves transitions between possible energy levels of magnetic nuclei in an applied magnetic field (see Figure 9-21). The transition energies are related to the frequency of the absorbed radiation by the familiar equation ΔEΔ. An important difference between nmr and other forms of spectroscopy is that ΔE is influenced by the strength of the applied field. This should not be surprising, because if we are to measure the energy of changing the direction of alignment of a magnetic nucleus in a magnetic field, then the stronger the field the more energy will be invloved.

Nuclear spin (symbolized as I) is a quantized property that correlates with nuclear magnetism such that when I is zero the nucleus has no spin and no magnetic properties. Examples are 12C and 16O. Several nuclei of particular interest to organic chemists - 1H13C1519, and 31P - have spin of 1/2. With I=1/2 there are only two magnetic energy states of the nucleus in a magnetic field. These states are designated with the spin quantum numbers +1/2 and −1/2. The difference in energy between these states, ΔE, is given by

ΔE=γhH=hν (9.11.1)

or

ν=γH    (9.11.2)

in which h is Planck's constant, ν is in hertz, γ is a nuclear magnetic constant called the gyromagnetic ratio,10, and H is the magnetic field strength at the nucleus. In general, H will not be exactly equal to Ho, the applied magnetic field and, as we will see, this difference leads to important chemical information. Each kind of nucleus (1H13C15N, etc.) has its own γ value and, consequently, will undergo transitions at different frequencies at any particular value of H. This should become clearer by study of Figure 9-24.

There are several modes of operation of an nmr spectrometer. First and most common, we hold νν constant and vary (or "sweep") HoHo. Close to ν=γH , energy is absorbed by the nuclei and the current flow from the transmitter increases until ν is exactly equal to γH. Further increase of HoHo makes ν<γHo and the current flow decreases. The form of the energy-absorption curve as a function of Ho when Ho is changed very slowly is shown in Figure 9-25a. The peak is centered on the point where ν=γH. When Ho is changed more rapidly, transient effects are observed on the peak, which are a consequence of the fact that the nuclei do not revert instantly from the −1/2 to +1/2 state. The resulting

Figure 9-25: Comparison of sweep rates on nmr absorption curves; (a) 500-sec sweep, (b) 50-secsec , (c) 10-sec sweep, The "ringing" in the faster sweep curves is a transient effect that has a small effect on the position of the peak and none on the integral.

phenomenon is called "ringing" and is shown in Figures 9-25b and 9-25c. Evidence of ringing also will be seen on peaks of Figure 9-23.

An alternative method of running an nmr spectrometer is to hold the magnetic field constant and to sweep the transmitter frequency through the resonances. This mode of operation is more like other forms of spectroscopy and gives the same line shapes as sweeping the field (Figure 9-25).

What energy is associated with a 1H nmr transition? The magnitude of this energy may be calculated from the relationship between energy and wavelength (frequency) of the absorbed radiation. That is,

The frequency ν is the operating frequency of the spectrometer, which we will take as 60MHz or 6×107 Hz (cycles sec−1), and the velocity of light is 3×108 m sec−1. Hence

This is a very small energy difference, which means that only very few more of the nuclei are in the more stable +1/2 state than in the less stable −1/2 state. The equilibrium constant K for −1/2+1/2 calculated from Equation 4-2 for 25o  and neglecting possible entropy effects is 1.000010!




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .