Mavzu: Mass-spektrometrik analiz usullari. Reja: kirish i– asosiy qism 1 Mass-spektrometrik metodining mohiyati

Tebranma spektrlar. Qo‘zg‘atilmagan molekulada barcha atomlar bir-biriga nisbatan ma’lum holatni egallab turadi va bu holat sistemaning eng kichik potensial energiyasiga mos keladi. Ikki atomli molekulada oddiy holatda energiya eng kam bo‘ladi. Agar molekulaga uning kimyoviy bog‘lanish energiyasi E_kim dan kamroq qo‘shimcha energiya berilsa, uning atomlari muvozanat holati atrofida tebranadi. Bunda molekulaga qancha ko‘p qo‘shimcha energiya berilgan bo‘lsa, tebranish amplitudasi shuncha katta bo‘ladi.
Molekulani qo‘zg‘atilmagan holatdan eng yaqin tebranish dara jasiga va birinchi darajadan ikkinchisiga o‘tkazish uchun taxminan bir xil energiya talab etiladi. Hatto eng yaqin tebranma harakatlarni qo‘zg‘atish uchun zaruriy energiya ham molekulalarning xona haroratidagi kinetik energiyasidan ancha katta bo‘ladi. Shuning uchun oddiy sharo`ltlarda ko‘pchilik molekulalar eng past tebranish darajasida bo‘ladi.
Dipol momentiga ega bo‘lgan molekula fotonni yutib, yuqoriroq tebranish darajasiga o‘tishi mumkin. Tebranish darajalarida o‘tish qo`ldasi kvant soni faqat bir birlikka o‘zgarishini ta lab qiladi, ya’ni faqat eng yaqin qo‘zg‘algan darajaga o‘tishi mum kin. Tebranish spektrlarini olish ham ancha qiyin.
Shuni ta’kidlash kerakki, barcha molekulalar ham tebranish infraqizil spektrlariga ega bo‘lavermaydi. Tebranganida dipol momentlari o‘zgaradigan molekulalardagina bunday spektrlar bo‘ladi. Masalan, IQ spektrlari HCl, HBr kabi molekulalar hosil qiladi. Ammo bir xil atomlardan tashkil topgan H₂, O₂ singari molekulalarda tebranishning IQ spektrlari hosil bo‘lmaydi.
Ikki atomli molekulalarda tebranish yoki tebranish-aylanish spektrlarining nisbatan sodda bo‘lishiga sabab shuki, ular faqat yadrolarni biriktiruvchi chiziq bo‘ylab tebranadi. Bunday molekulalarda tebranishning faqat bir turi – valentli tebranish bo‘lishi mumkin, bunda kovalent bog‘lanishli atomlar orasidagi masofa o‘zgaradi.
Ko‘p atomli molekulada atomlarning hammasi tebranadi. N ta atomlardan tashkil topgan chiziqsiz molekulada tebranish erkinlik darajalarining soni 3N – 6 ga teng bo‘ladi, chiziqlisida esa 3N – 5 ga teng, chunki ularda bitta tebranish erkinlik darajasi yetishmaydi.
Tebranishlar, odatda, valentli tebranish hamda valentsiz tebranishga, ya’ni deformatsion tebranishga ajratiladi. Murakkab molekulalarda atomlarning faqat kichik guruhdari ishtirokidagi tebranishlarni ham ko‘rsatish mumkin. Bunday tebranishlarning chiziqlari ma’lum guruhlarga xos bo‘lib, molekulaning shu tur dagi tebranishlarda ishtirok etmaydigan asosiy qismining tuzilishi o‘zgarganida ham tebranish chastotalari kam o‘zgaradi. Masalan, murakkab molekulalarda uglerod, kislorod yoki azot bilan bog‘langan yengil vodorod atomining valentli va deformatsion tebranishlari og‘irroq atomlarning holatiga kam ta’sir ko‘rsatadi. Shu vodorod atomi bilan valentli bog‘lanmagan uzoqroqdagi atomlar uning tebranishiga yana ham kamroq ta’sir etadi. Shu sababdan kimyoviy birikmalarning yutish spektrlarida C–H, O–H, H–H bog‘lari mavjudligini ularning valentli yoki deformatsion tebranish chiziqlariga qarab aniqlash va ularni bir-biri dan farqlash oson. Ularning massalari va vodorod atomi bilan bog‘lanish kuchlari har xil bo‘lgani sababli chastotalari ham turlicha bo‘ladi. Bundan tashqari chastotalarining ozgina siljiganiga qarab uglerod, kislorod va azot boshqa qanday atomlar bilan bog‘langanligini ham aniqlash mumkin.
Tebranish spektrlaridagi yutilish chiziqlarining intensivligi bog‘lanishning dipol momentiga bog‘liq. Masalan, faqat kichik dipol momentli C-C va C-H bog‘lanishlari bo‘ladigan to‘yingan uglevodorodlar uchun ko‘pchilik chiziqlarning intensivligi katta bo‘lmaydi.