Фту спектральные методы основаны на том, какие физические явления и какие в них включены. С помощью спектроскопических методов исследования изучается взаимосвязь между физическими величинами

Фигура 1. Спектр ЯМР протонов с низким выделением этилового спирта
На рисунке выше химическое смещение протонов группы CH2 этанола относительно группы CH3 обозначено символом. Обычно отсчитывается от центров полос поглощения. СН2 и СН3 этанола Тонкая структура полос, принадлежащих группам, возникает из-за спин-спинового разделения уровней магнитной энергии. Расстояние между линиями, образованными из-за разделения полосы, называется константой спин-спинового эффекта и Jотмечены буквой. Этот размер обычно выражается в герцах. Как упоминалось ранее, величина  зависит от интенсивности приложенного постоянного магнитного поля, но константа спин-спинового эффекта, выраженная в герцах, не зависит от напряженности магнитного поля.

2. 
   Фигура 2. Спектр ЯМР с высокой эмиссией этанола (та же копия)
   

3. 
   Рисунок 3. Интерпретируйте спектр, показанный на рисунке 2, используя константу спин-спинового эффекта «чтение».
   

35.Спектр протонного ЯМР этилового спирта и его анализ. Относительная интенсивность линий, их положение в спектре, количество линий в тонкой структуре и их относительные интенсивности (эквивалентные ядра, расположение полос, химическая связь, количество связей, магнитное квантовое число, локальное магнитное поле, триплет, квартет, биномиальное , коэффициент, со комбинацией ядер, спинов). Под действием протонов метиленовой группы в этиловом спирте рассматривается распад сигнала протонов метильной группы на тонкую структуру. Ядерные магнитные моменты двух эквивалентных протонов группы CH2 спирта могут находиться в различных комбинациях, как показано стрелками на рисунке 1.a. В случае 1 на рисунке обе жилы имеют квантовое число, а их сумма равна +1. Под действием магнитного поля, создаваемого такими ядрами, сила сигнала протонов группы CH3 появляется в слабом магнитном поле. Комбинация, показанная на Рисунке 2, дает центральную линию в спектре группы CH3, и, наконец, комбинация на Рисунке 3 дает линию в поле высокого напряжения CH3. Вероятность того, что спины двух ядер находятся в противоположном направлении (случай 2), в два раза больше вероятности возникновения комбинаций случаев 1 и 3 (спины +1/2 и -1/2). равны друг другу). В результате интегральная интенсивность центральной линии вдвое превышает интенсивность линий по обе стороны от нее.

Фигура 1. Возможные направления магнитных моментов протонов в группах -CH2- (a) и -CH3 (b).


Четыре различных результирующих спина соответствуют четырем разделенным линиям группы CH2. Соотношение поверхностей, ограниченных линиями, ограничивающими эти полосы, составляет 1: 3: 3: 1, а расстояние между ними измеряется в герцах. или же определяется как Последний символ представляет эффект HH на расстоянии трех связей (расстояние между двумя взаимодействующими протонами выражается числом химических связей, и это число обозначается высоким индексом J). Расстояние между линиями сигнала метиленовой группы равно расстоянию между линиями сигнала метиленовой группы. Спектр метиленовой группы еще более усложняется, CH3каждая линия квартета, образованного действием протонов группы, далее делится на два (дублета) действием протона соседней гидроксильной группы. В реальном спектре некоторые из ожидаемых восьми линий перекрываются (перекрываются), поэтому не все из них четко выражены.Под воздействием протонов метиленовой группы полоса группы ОН расщепляется на три (триплеты). Расстояние между линиями триплета находится в сигнале метиленовой группы равно расстоянию). Обычно, но не всегда, эффективность (сила, расстояние) спин-спинового эффекта между магнитопроводами ощущается только тогда, когда расстояние между ними не превышает трех связей. Следовательно, поскольку взаимодействие между протоном группы ОН и протонами метильной группы слабое, оно не проявляется в спектре этих групп. Этот «разветвленный спектр» начинается с построения линии каждого ядра, экранирование которого электронами варьируется. В следующей строке показан спектр, образованный эффектом наибольшего J. Затем необходимо построить дополнительные линии для каждого значения J и продолжить эту работу до получения окончательного спектра. Согласно правилу отбора для этого процесса, в результате взаимодействия эквивалентных ядер друг с другом образуется тонкая структура, т.е. многократного расщепления полосы не происходит, например, один из протонов группы CH3 не резонирует с резонансом двух других протонов этой группы. Мы представляем последовательности, описанные на рисунке 1, то есть общие правила разделения полос без использования процедур. В общем, количество линий, образованных из-за действия неэквивалентного ядра атома B в полосе A, выражается следующей формулой. (1) здесь, - A - количество полос в спектре ядра представляет собой сумму спинов эквивалентных ядер B. Применение этой формулы дает информацию об относительной интенсивности этих полос. Бином может быть получен с помощью коэффициентов разброса ряда, где, , r - неизвестная переменная; если количество полос четыре а также разложим бином в ряд и получим следующее

Коэффициенты этого выражения дают относительные интенсивности полос 1: 3: 3: 1.
36. Физические причины разделения спектральных линий (полос) на тонкую структуру (CH3 и CH2.в примере групп) (эквивалентные протоны, сумма магнитных квантовых чисел, напряженность поля, спин, комбинация, интегральная интенсивность, квартет, триплет, спин-спиновый эффект, химическая связь, относительная интенсивность, треугольник Паскаля). Ядерные магнитные моменты двух эквивалентных протонов группы CH2 могут находиться в различных комбинациях, показанных стрелками на рисунке 1.a. В случае 1 на рисунке обе жилы имеют квантовое число, а их сумма равна +1. Под действием магнитного поля, создаваемого такими ядрами, сила сигнала протонов группы CH3 появляется в слабом магнитном поле. Комбинация, показанная на Рисунке 2, дает центральную линию в спектре группы CH3, и, наконец, комбинация на Рисунке 3 дает линию в поле высокого напряжения CH3. Вероятность того, что спины двух ядер находятся в противоположном направлении (случай 2), в два раза больше вероятности возникновения комбинаций случаев 1 и 3 (спины +1/2 и -1/2). равны друг другу). В результате интегральная интенсивность центральной линии вдвое превышает интенсивность линий по обе стороны от нее.

Фигура 1. Возможные направления магнитных моментов протонов в группах -CH2- (a) и -CH3 (b).
Четыре различных результирующих спина соответствуют четырем разделенным линиям группы CH2, а максимальное расстояние между ними показано на рисунке 2.
Фигура 2. Спектр ЯМР с высокой эмиссией этанола (та же копия)

Соотношение поверхностей, ограниченных линиями, ограничивающими эти полосы, составляет 1: 3: 3: 1, а расстояние между ними измеряется в герцах. или же определяется как Последний символ представляет эффект HH на расстоянии трех связей (расстояние между двумя взаимодействующими протонами выражается числом химических связей, и это число обозначается высоким индексом J). Расстояние между линиями сигнала метиленовой группы равно расстоянию между линиями сигнала метиленовой группы. В общем, количество линий, образованных действием неэквивалентного атомного ядра B на полосу A, выражается следующей формулой.

(1)
здесь, - A - количество полос в спектре ядра представляет собой сумму спинов эквивалентных ядер B. Применение этой формулы дает информацию об относительной интенсивности этих полос. Бином может быть получен с помощью коэффициентов разброса ряда, где, , r - неизвестная переменная; если количество полос четыре а также разложим бином в ряд и получим следующее

Коэффициенты этого выражения дают относительные интенсивности полос 1: 3: 3: 1.
Агар, спини IЕсли рассматривать разделение в спектре ядер с = ½, треугольник Паскаля можно использовать для запоминания биномиальных коэффициентов распространения. Этот треугольник можно построить очень легко, потому что сумма двух произвольных элементов, стоящих бок о бок в верхнем ряду, равна элементу, стоящему между этими двумя в нижнем ряду. Если ядра B и C неэквивалентных групп делят сигнал третьего ядра A на мультиплетную структуру (другое название тонкой структуры), количество полос в его (т. Е. A) спектре выражается следующей формулой.
(2)

1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1